Schwarze Löcher mit den größten Massen entstehen nicht aus Sternen, sondern durch die Vereinigung großer Leerebereiche, haben Wissenschaftler entdeckt

Neuer Blick auf die Entstehung der massereichsten Schwarzen Löcher

Wissenschaftler, die 153 Schwarze-Loch-Kollisionen im GWTC‑4-Register untersucht haben, kamen zu dem Schluss, dass Objekte mit einer Masse von mehr als ~45 M⊙ nicht direkt nach dem Tod von Sternen entstehen. Stattdessen bilden sie sich in dichten Ansammlungen alter Sterne, wo bereits existierende Schwarze Löcher häufig kollidieren und verschmelzen.

Was genau wurde untersucht
- Ereignisse: 153 registrierte Schwarze-Loch-Kollisionen, entdeckt von LIGO, Virgo und KAGRA.
- Ziel: herauszufinden, wie die schwersten Objekte entstehen – sofort nach dem Kollaps eines supermassiven Sterns oder durch eine Reihe anschließender Kollisionen.

Kernpunkte
1. Zwei Gruppen von Schwarzen Löchern
- *Geringe Massen* (bis ~45 M⊙) – vermutlich entstehen durch den Kollaps des Kerns eines massereichen Sterns bei einer Supernovaexplosion.
- *Hohe Massen* (> 45 M⊙) – ihre Rotation und Orientierung deuten auf wiederholte Kollisionen in dichten Ansammlungen hin.

2. Das „Massendefekt“-Problem
Nach Theorie hinterlassen Sterne in einem bestimmten Massereich nach ihrem Tod keine Schwarze Löcher: die Explosion zerstört den Kern vollständig. Die untere Grenze dieses Defekts liegt bei etwa 45 M⊙. Daher ist eine direkte Entstehung massereicherer Schwarzer Löcher aus einem einzelnen Stern unwahrscheinlich.

3. Szenario einer Kettenkollision
- Nach der ersten Kollision steigt die Masse, und in einer dichten Ansammlung erhöht sich die Wahrscheinlichkeit eines zweiten Zusammenstoßes.
- So entstehen Objekte mit mehr als 45 M⊙.

Was Experten sagen
- Izabel Romero‑Show: „Schwarze Löcher großer Masse rotieren schneller, und ihre Achsenorientierungen wirken zufällig – genau so ein Signal erwarten wir von wiederholten Kollisionen in Ansammlungen.“
- Fabio Antonini (University of Cardiff): „Die Frage ist nun nicht nur, wie diese Objekte entstehen, sondern ob sie unsere Modelle der Sternentwicklung korrigieren.“

Fazit
Die Ergebnisse betonen die Bedeutung dicker Sternansammlungen bei der Schaffung der schwersten Schwarzen Löcher, die durch Gravitationswellen entdeckt wurden. Diese Entdeckung stellt traditionelle Vorstellungen von der direkten Entstehung massereicher Schwarzer Löcher aus einzelnen Sternen in Frage und unterstreicht die Notwendigkeit, wiederholte Kollisionen in Modellen kompakter Objekte zu berücksichtigen.