Wie viele einsame Schwarze Löcher unsichtbar durch unsere Galaxie treiben, hängt an einer einzigen offenen Frage. Das gerade gestartete Weltraumteleskop Roman könnte sie beantworten.
Nach neuen Modellrechnungen könnten rund 40 Millionen einsame Schwarze Löcher durch die Milchstraße ziehen, sicher nachgewiesen ist bisher aber nur ein einziges.
Ohne Begleitstern sendet ein Schwarzes Loch kein Licht aus. Es verrät sich nur, wenn es vor einem fernen Stern vorbeizieht und dessen Licht mit seiner Schwerkraft verstärkt wie eine Lupe.
Ein Team der Universität Nanjing hat Millionen Sternenleben am Computer durchgespielt und gezeigt, dass die Gesamtzahl vor allem davon abhängt, welche sterbenden Sterne explodieren und welche ohne Explosion in sich zusammenfallen.
Weil jede Annahme eine andere Zahl solcher Lupeneffekte vorhersagt, könnte das Weltraumteleskop Roman entscheiden, welche stimmt.
Warum einsame Schwarze Löcher so schwer zu finden sind
Schwarze Löcher entstehen, wenn ein sehr massereicher Stern am Ende seines Lebens in sich zusammenstürzt.
Die wenigen bekannten in der Milchstraße verraten sich fast alle durch einen Begleitstern. Sie ziehen ihm Gas ab, das sich dabei so stark aufheizt, dass es Röntgenstrahlung aussendet.
Theoretiker gehen allerdings davon aus, dass die große Mehrheit allein unterwegs und damit praktisch unsichtbar ist. Bestätigt ist bislang nur ein einziger solcher Einzelgänger.
Auch der fiel nur auf, weil seine Schwerkraft das Licht eines fernen Sterns bündelte, sodass dieser über Monate heller erschien. Astronomen nennen das Mikrolinseneffekt.
Wie das Team aus Nanjing die Milchstraße nachrechnet
Wer wissen will, wie viele Einzelgänger es insgesamt gibt, muss deshalb rechnen statt zählen.
Jian-Guo He von der Universität Nanjing hat dafür mit Kollegen aus Nanjing und vom Tsung-Dao Lee Institute in Shanghai ein Rechenprogramm namens POPKIN entwickelt.
Es verfolgt Sterne von der Geburt über das Zusammenleben mit einem Partnerstern bis zum Tod.
Danach berechnet es, wohin die entstandenen Schwarzen Löcher im Lauf von Jahrmilliarden durch die Galaxie wandern.
Die Studie ist als Preprint auf dem Server arXiv erschienen und wurde noch nicht von unabhängigen Fachleuten begutachtet.
Welche Sterne explodieren, bestimmt die Zahl
Weil vieles am Sterben der Sterne unsicher ist, rechnete das Team eine Reihe von Varianten durch.
Annahmen darüber, wie viel Gas Sterne in einem Paar austauschen, verschoben das Ergebnis nur wenig. Die Regel dafür, welche Sterne explodieren, veränderte es dagegen drastisch.
Ältere, weit verbreitete Regeln machen das vor allem am Gewicht des ausgebrannten Sternkerns fest.
Eine neuere Regel einer Gruppe um Kiril Maltsev bezieht auch die Vorgeschichte ein, etwa ob ein Partner dem Stern die äußeren Schichten abgezogen hat.
Nach dieser neuen Regel explodieren mehr Sterne und hinterlassen einen Neutronenstern, also einen viel leichteren Sternrest, statt als Schwarzes Loch zu enden.
Die Zahl der Einzelgänger sinkt dadurch auf rund 40 Millionen, während die älteren Regeln ein Vielfaches liefern.
Das Team machte die neue Regel zu seinem bevorzugten Modell. Anschließend prüfte es das Modell an Daten des Überwachungsprojekts OGLE, das über Jahre Millionen Sterne in Richtung Milchstraßenzentrum beobachtet hat.
Je schwerer eine kosmische Lupe ist und je langsamer sie vorbeizieht, desto länger hält die Aufhellung an, weshalb gerade lange Ereignisse auf Schwarze Löcher hindeuten.
Das bevorzugte Modell sagt jedoch nur etwa ein Viertel so viele lange Aufhellungen voraus, wie OGLE tatsächlich gesehen hat.
Keine der getesteten Regeln trifft die Beobachtungen vollständig. Eine Widerlegung sehen die Forschenden darin nicht.
OGLE zählt nämlich auch Aufhellungen durch gewöhnliche Sterne mit, und deren Anteil musste das Team mit Faktoren aus einer anderen Studie schätzen.
„Dieser Vergleich ist eher als Plausibilitätsprüfung zu verstehen denn als direkte Anpassung an die Daten“, schreiben die Autoren. Die kleinere Zahl ist damit keineswegs gesichert.
Wo die Einzelgänger stecken und woher sie kommen
Nimmt man das bevorzugte Modell beim Wort, liegen rund 80.000 einsame Schwarze Löcher im Umkreis von gut 3000 Lichtjahren um die Sonne.
Das sind ungefähr so viele, wie das Dortmunder Westfalenstadion bei einem ausverkauften Spiel Zuschauer fasst. Die meisten stammen aus Sternpaaren.
Am häufigsten wird ein Schwarzes Loch zum Einzelgänger, wenn eine Sternexplosion, eine sogenannte Supernova, das Paar auseinanderreißt und dem neuen Schwarzen Loch dabei oft einen Stoß versetzt.
Auch das einzige bestätigte Exemplar bewegt sich so, als hätte es bei seiner Geburt einen solchen Stoß erhalten, wobei das Team eine andere Herkunft nicht ausschließt.
„Die Gesamtzahl isolierter Schwarzer Löcher wird in erster Linie von der Supernova-Regel bestimmt“, betonen die Autoren.
Was das Weltraumteleskop Roman klären kann
Ende August 2026 ist das NASA-Weltraumteleskop Roman an Bord einer Falcon Heavy von Cape Canaveral aus gestartet.
Es soll über Jahre dicht gepackte Sternfelder in Richtung Milchstraßenzentrum überwachen. Für diese Beobachtungen sagt das bevorzugte Modell deutlich weniger Lupeneffekte durch einsame Schwarze Löcher voraus als die älteren Regeln.
Ein Lupeneffekt verrät auch etwas über die Masse der Linse. Deshalb lässt sich zudem prüfen, ob Schwarze Löcher mittleren Gewichts tatsächlich so selten sind, wie die neue Regel es erwartet.
Die Autoren verstehen ihre Zahlen als optimistische Obergrenze, weil Roman nicht jedes Ereignis erkennen wird.
„Wir schlagen vor, dass lang andauernde Mikrolinsen-Ereignisse isolierter Schwarzer Löcher die Supernova-Physik, die die Entstehung Schwarzer Löcher aus Sternen bestimmt, stark eingrenzen können“, schreibt das Team.
Meine Meinung dazu
Astronomie ist zu einem großen Teil die Wissenschaft dessen, was leuchtet, und diese Arbeit zeigt, wie viel dabei durchs Raster fällt. Der Großteil der Schwarzen Löcher unserer Galaxie hinterlässt keine andere Spur als seine Schwerkraft.
Dass die meisten dieser Einzelgänger einmal Teil eines Sternpaares waren, gibt der dunklen Mehrheit eine überraschend persönliche Vorgeschichte.
Ebenso bemerkenswert finde ich, wie offen das Team mit der Schwäche seines Modells umgeht. Es hätte genügt, die neue, kleinere Zahl zu präsentieren, doch die Autoren legen gleich daneben, dass ihr Modell die echten Beobachtungen unterschätzt.
Gerade dadurch wird die Studie nützlich, denn sie stellt eine Frage so, dass ein Teleskop sie beantworten kann.
Und falls du jemanden kennst, der gern in den Nachthimmel schaut, erzähl ihm von den Zehntausenden unsichtbaren Nachbarn, die ganz in unserer Nähe ihre Bahnen ziehen. In der gesamten Galaxie ist bislang erst ein einziger solcher Einzelgänger gefunden.
Quelle: Jian-Guo He (Universität Nanjing), 2026; ArXiv:2609.29211
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