Kosmologie für Fußgänger

wird vergrößert durch das Gas, das aus der Akkretionsscheibe in das Loch hineinfällt. Das auf Spiralbahnen hereinströmende Gas übergibt dem Schwarzen Loch nicht nur seine ihm noch verbliebene Ruhemasse, sondern auch seinen Drehimpuls. Denn dieser ist eine physikalische Erhaltungsgröße, man kann ihn nicht vernichten, sondern lediglich weitergeben. In der Tat hat das Gas, das auf das Schwarze Loch fällt, einen großen Teil seines Drehimpulses durch Reibung in der Scheibe bereits verloren, aber es bleibt immer ein Rest, den das Gas nicht loswird. Dieser Restdrehimpuls bleibt an der Materie haften und wird vom Loch mit verschluckt. Somit wird praktisch aus jedem Schwarzen Loch, selbst wenn es als nicht rotierendes Schwarzschild-Loch beginnt, ein rotierendes Kerr-Loch. Aber auch hier gibt es keine Unendlichkeiten. Die höchste Geschwindigkeit im Universum, die ein massebehafteter Körper erreichen kann, ist die Lichtgeschwindigkeit, deshalb kann ein Schwarzes Loch maximal nur mit Lichtgeschwindigkeit rotieren, egal wie viel Drehimpuls auch immer auf das Loch gelegt wird. Und bei dieser maximalen Rotation beträgt seine Effizienz bei der Umwandlung von Masse in Energie etwa 40 Prozent.
    Stark variable Röntgen- und Gammastrahlungsausbrüche sind deutliche Indikatoren für die Existenz Schwarzer Löcher, die Gas in einer Scheibe akkretieren. Die Leuchtkraft eines Schwarzen Loches hängt ab von der Menge an Gas, die es in einer gewissen Zeit akkretieren kann. Im fast völlig leeren Raum zwischen den Sternen sind Schwarze Löcher wirklich schwarz. Dort gibt es nicht viel Materie, die sie einem Staubsauger vergleichbar aufsaugen könnten. Hat aber das Schwarze Loch einen Begleitstern, so können erhebliche Gasmengen auf das Loch fließen, die mit bis zu 100 000 Sonnenleuchtkräften ihre Masse in Energie umwandeln. Versiegt jedoch dieser Gasstrom, so wird das Loch praktisch unsichtbar und kann nur noch durch die Bewegungen seines Begleitsterns als sehr kompakte Masse auf sehr kleinem Raum nachgewiesen werden.
    Insgesamt gibt es heute sicherlich ein Dutzend Objekte in der Milchstraße, die als stellare Schwarze Löcher gelten müssen, sie wurden alle in Doppelsternsystemen entdeckt.
    Die meisten Schwarzen Löcher allerdings bleiben unsichtbar, die haben selbst einem eventuellen Begleitstern längst die Hüllen abgerissen und sind somit für immer verloschen. Sie sind quasi verhungert, denn es gibt kein Gas mehr in ihrer unmittelbaren Umgebung, das sie noch akkretieren und damit zum Leuchten bringen könnten. Das heißt jetzt aber nicht, dass die Schwarzen Löcher damit von der Bühne verschwunden wären. Sie sind nach wie vor da – man kann sie nur nicht mehr beobachten.
    So viel zu den stellaren Schwarzen Löchern. Diese auf ein paar Kilometer zusammengepressten quantenmechanischen Objekte, die aber nicht wirklich etwas von sich preisgegeben, sind ja schon ziemlich beeindruckend. Die Gasmengen, die diese stellaren Schwarzen Löcher »verspeisen« können, sind jedoch relativ klein im Vergleich zu den Dingen, auf die wir jetzt zu sprechen kommen. Es geht um die innersten Bereiche von Galaxien, um Quasare, sehr massereiche Schwarze Löcher mit Massen von bis zu einigen Milliarden Sonnenmassen. Es geht um Schwarze Löcher, deren Horizont so groß ist wie unser Sonnensystem und die so gewaltige Energiemengen umsetzen können, dass aus einem kleinen Zentrum bis zu einer Billion Mal die Leuchtkraft der Sonne abgestrahlt wird.

Riesige Schwarze Löcher in Quasaren
    1963 fiel einem Astronomen, dem Niederländer Maarten Schmidt, eine punktförmige Quelle am Himmel auf, die ein merkwürdiges Spektrum zeigte. Dort tauchten Wasserstofflinien bei Frequenzen auf, wo sie eigentlich nicht hingehören. Sie waren ins Rote verschoben, und zwar ziemlich deutlich. Die Rotverschiebung von Spektren war ja schon seit Edwin Hubbles Entdeckungen in den Zwanzigerjahren bekannt. Wenn man aber für Schmidts Objekt die Rotverschiebung in eine Geschwindigkeit umrechnet, dann erhält man den unglaublichen Wert von mehr als 45000 Kilometern pro Sekunde. Kein anderer damals bekannter Stern entfernte sich so schnell von der Erde. Doch was verursacht eine so hohe Geschwindigkeit?
    Wenn dieses merkwürdige Gebilde, das später als Quasar, als quasistellares Objekt, bezeichnet werden sollte, tatsächlich ein Stern in unserer Milchstraße war, wie man damals gemeinhin dachte, dann musste auf dieses eine gewaltige Kraft wirken, um es auf eine so hohe