OJ287

OJ 287 ist ein 3,5 Milliarden Lichtjahre entfernter Quasar im Sternbild Krebs, der das größte bekannte Schwarze Loch mit festgelegter Masse enthält, die unvorstellbaren 18 Milliarden Sonnenmassen entspricht. Das Objekt enthält noch ein weiteres Schwarzes Loch, dessen Masse 100 Millionen Sonnenmassen entspricht.

Diese beiden Teilobjekte bilden gemeinsam ein Doppelsystem, ein so genanntes „binäres Schwarzes Loch“. Das kleinere Schwarze Loch umläuft das größere einmal in zwölf Jahren. Bei jedem Umlauf durchdringt es zweimal die Akkretionsscheibe des massereicheren Partners, was mit Gaseruptionen einhergeht, die sichtbare Helligkeitsveränderungen des Quasars OJ 287 hervorrufen.

Bedingt durch die Nähe der Schwarzen Löcher zueinander war es den Astronomen nach ungefähr einem Dutzend beobachteter Eruptionen möglich, die Masse der Schwarzen Löcher festzustellen. Obwohl ähnlich große schwarze Löcher bekannt sind, konnte die Masse eines solchen Objekts bislang in keinem anderen Fall mit solcher Genauigkeit bestimmt werden.

Da eine Anordnung mit derart extremen Gravitationsfeldern im Universum sehr selten zu beobachten ist, erweist sich OJ 287 auch als hervorragendes Studienobjekt für die Allgemeine Relativitätstheorie. In diesem Zusammenhang wurde festgestellt, dass durch Anwendung der relativistischen Gravitationstheorie der Zeitpunkt der Ausbrüche mit hoher Genauigkeit vorhersagbar ist, was Einsteins Theorie von der Abstrahlung von Gravitationswellen auf spektakuläre Weise bestätigt. Allerdings weichen die Ergebnisse bedingt durch andere Störgrößen (etwa nicht ausreichende Datengrundlage) dann doch wieder leicht von den tatsächlichen Terminen ab.

Die mit OJ 287 befasste Forschergruppe ist unter der Leitung des finnischen Wissenschaftlers Mauri Valtonen von der Universität Turku unter anderem am Tuorla-Observatorium in Finnland tätig und veröffentlichte ihre Ergebnisse, die weltweit Aufsehen erregten, im April 2008 im Wissenschaftsmagazin Nature, nachdem sich ihre Vorausberechnungen beim letzten beobachteten Ausbruch am 13. September 2007 fast exakt bestätigt hatten.

Der nächste Ausbruch im Quasar OJ 287 soll nach dem von Valtonen entwickelten Modell im Jahr 2016 stattfinden. Da sich der Orbit des Doppelobjektes stetig verkleinert, werden sich die beiden Schwarzen Löcher den wissenschaftlichen Berechnungen zufolge in etwa 10.000 Jahren vereinen.

Die Beobachtung des Quasars ist der erste direkte Beweis dafür, dass Schwarze Löcher dieser Größenordnung in Quasaren existieren können. Sie bietet darüber hinaus einen weiteren, die früher an anderen Stellen des Universums schon beobachteten Phänomene dieser Art an Aussagekraft deutlich übertreffenden, indirekten Beweis für die relativistische Gravitationstheorie. So ergab sich im Rahmen der Messung der Abnahme der Bahnenergie bei dem Doppelpulsar PSR 1913+16 eine relativistische Drehung der Bahnellipse (Periastron-Drehung) um 4,2° pro Jahr (ca. 1150 Umläufe), während dieser Effekt bei OJ 287 mit 39° pro Umlauf (jedoch in 15 Jahren) um ein Vielfaches stärker auftritt. Damit ist OJ 287 nach Ansicht der Forscher ein ausgezeichnet geeignetes Zielobjekt für den Gravitationswellendetektor LISA, der demnächst im Weltall installiert werden und mit dem der direkte Nachweis solcher Wellen gelingen soll.

Weblinks

• Doppeltes Schwarzes Loch bestätigt Relativitätstheorie (Rainer Kayser)
• 18 Milliarden Sonnen stützen Einstein (Website des Calar-Alto-Observatoriums) (Deutsch, Spanisch, Englisch)
• space.newscientist.com: Biggest black hole in the cosmos discovered (10. Januar 2008, abgerufen am 11. Februar 2008) (Englisch)
• news.bbc.co.uk: Huge black hole tips the scales (10. Januar 2008, abgerufen am 11. Februar 2008) (Englisch)