Nahezu alle bisher von Astronomen entdeckten Schwarzen Löcher gehören zu zwei Kategorien. Entweder sind sie stellare Schwarze Löcher von maximal rund 50 Sonnenmassen, wie sie bei der Supernova eines massereichen Sterns entstehen. Oder es handelt sich um supermassereiche Giganten von einer Million bis zehn Milliarden Sonnenmassen, die im Zentrum von Galaxien sitzen. Im Massenbereich dazwischen klafft jedoch eine Lücke, obwohl es der Theorie nach auch intermediäre Schwarze Löcher geben müsste. Diese könnten durch multiple Verschmelzungen stellarer Schwarzer Löcher entstehen, wie sie wahrscheinlich im Herzen von Kugelsternhaufen stattfinden, oder aber durch die Verschmelzung massereicher Sterne zu einem rund 1000 Sonnenmassen schweren Megastern, der dann zu einem Schwarzen Loch kollabiert. Bisher allerdings gibt es nur einige wenige Kandidaten für solche “Missing Links” in der Population Schwarzer Löcher.
Verräterisches Echo im Gammastrahlenpuls
Jetzt könnten Astronomen um James Paynter von der University of Melbourne einen weiteren Kandidaten für ein intermediäres Schwarzes Loch aufgespürt haben – auf neue Weise. Für ihre Studie wertete das Team subtile Verzögerungen im Licht ferner Gammastrahlenausbrüche aus. Diese kurzen, aber extrem starken Strahlenausbrüche entstehen unter anderem bei Supernovae oder Kollisionen von Sternen. Ein Teil der dabei freigesetzten Energie strahlt in Form kurzwelliger, sehr energiereicher Gammastrahlenblitze ins All hinaus, die selbst aus Millionen oder sogar Milliarden Lichtjahren Entfernung noch mit Gammastrahlenteleskopen im Erdorbit detektierbar sind. Wenn diese Gammastrahlen auf ihrem Weg zur Erde ein Objekt mit großer, kompakter Masse passieren, beispielsweise eine Galaxie, einen Sternenhaufen oder auch ein größeres Schwarzes Loch, dann lenkt dessen Gravitationswirkung die Strahlung leicht ab.
Dadurch kommt es zu einem Gravitationslinsen-Effekt: Bei sichtbarem Licht können durch die schwerkraftbedingte Verzerrung des Lichts vergrößerte Doppelbilder oder Lichtringe entstehen, bei Gammastrahlen ist es ähnlich. Weil aber Gammastrahlenteleskope keine ausreichend hohe räumliche Auflösung besitzen, zeigt sich ein solcher Gravitationslinsen-Effekt bei ihnen als charakteristische Aufspaltung und Verzögerung des Signals: “Die Beobachtungs-Signatur eines solchen Linsenereignisses ist ein anfänglicher Gammastrahlenpuls, dem ein ‘Echo’ folgt”, erklären Paynter und sein Team. Das Spannende daran: Aus der Verzögerung und den Merkmalen dieses Echos lässt sich ablesen, welche Masse und Eigenschaften das kosmische Objekt hat, das die Gammastrahlung abgelenkt hat. Die Forscher fahndeten daher in einem Datensatz von 2700 Gammastrahlenausbrüchen nach einem Echo-Signal, das die Merkmale eines intermediären Schwarzen Lochs besitzt.
