In unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße, gibt es schätzungsweise hundert Millionen stellare schwarze Löcher. Doch bisher konnten Astronomen nur einen verschwindend geringer Teil davon – einige Dutzend Exemplare – aufspüren. Diese Schwarzen Löcher waren meist Teil eines Doppelsystems und verrieten sich, weil sie Material von ihrem Begleitstern absaugten. Das dann als Akkretionsscheibe um den Ereignishorizont kreisende Gas heizt sich dabei so stark auf, dass es energiereiche Röntgenstrahlung abgibt und das gesamte System als Röntgendoppelstern sichtbar wird. Einige weitere stellare Schwarze Löcher wurden anhand der Gravitationswellen entdeckt, die bei ihrer Verschmelzung mit einem weiteren Schwarzen Loch oder mit einem Neutronenstern freiwerden.
Fahndung nach “stillen” Schwarzen Löchern
Deutlich schwieriger ist es jedoch, inaktive stellare Schwarze Löcher zu finden. Weil sie keine Materie ansaugen, geht von ihrem nahen Umfeld keine Strahlung aus, gleichzeitig schlucken diese Löcher alle Strahlung, die in den Bereich ihrer Anziehung gerät. Zwar wurden in den letzten Jahren schon mehrfach vermeintliche Entdeckungen ruhender schwarzer Löcher vermeldet. Meist beruhten sie auf Anomalien in der Umlaufbahn oder dem Spektrum von Begleitsternen dieser “dunklen” Partner. Aber die meisten dieser Kandidaten wurden durch Folgestudien relativiert oder sogar widerlegt. Andere, wie ein 2021 entdecktes, nur 1500 Lichtjahre entferntes inaktives Schwarzes Loch im Doppelsternsystem V723 Mon, sind bisher nicht bestätigt.
Einen etwas anderen Ansatz haben nun Astronomen um Kareem El-Badry vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg und dem Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in den USA verfolgt. Für ihre Fahndung nach stillen Schwarzen Löchern werteten sie den erst kürzlich veröffentlichten dritten Datensatz des europäischen Weltraumteleskops Gaia aus. Dieser enthält auch die Bewegungsdaten und Positionen zu gut 800.000 Doppelsternsystemen in unserer Galaxie. In diesen Daten suchten El-Badry und sein Team gezielt nach Systemen, bei denen einer der Sterne die für die Präsenz eines massereicheren Partners typischen Bahnveränderungen zeigt, aber Teleskopbeobachtungen keine sichtbaren Partner an dieser Stelle finden. Das Team fand sechs Kandidaten, deren Bewegungen auf ein inaktives Schwarzes Loch in der Nähe hindeuten könnten. Um diese Kandidaten zu überprüfen, beobachteten die Astronomen die sechs Sternsysteme zusätzlich mit mehreren erdbasierten Teleskopen, darunter dem Gemini-North-Teleskop auf Hawaii, um über Veränderungen der Radialgeschwindigkeit und die Lichtspektren die Bewegungen und Masse der beteiligten Objekte näher einzugrenzen.
