Supernovae & Schwarze Löcher

Das Eisen in deinem Blut, das Kalzium in deinen Knochen, der Sauerstoff in jedem Atemzug: Nichts davon gab es am Anfang des Universums. All diese Atome wurden im Inneren von Sternen zusammengebaut und bei gewaltigen Explosionen ins All geschleudert. Du bestehst also buchstäblich aus Sternenstaub. Und dieselben Explosionen, die uns die Bausteine des Lebens schenken, erschaffen manchmal auch das rätselhafteste Objekt, das die Physik kennt: ein Schwarzes Loch.

Die Explosion eines Riesen

Ein Stern mit mehr als etwa acht Sonnenmassen lebt schnell und stirbt dramatisch. Wenn sein Brennstoff aufgebraucht ist, fehlt plötzlich der Druck, der die Gravitation ausgeglichen hat. Der Kern stürzt innerhalb von Sekundenbruchteilen in sich zusammen, die äußeren Schichten prallen darauf und werden in einer Supernova ins All gesprengt. Für einige Wochen leuchtet dieser eine Stern heller als Milliarden Sterne zusammen, so hell wie eine ganze Galaxie. Was vom Kern übrig bleibt, entscheidet über den Ausgang: Wiegt der Rest nicht mehr als etwa zwei bis drei Sonnenmassen, bleibt ein Neutronenstern zurück, eine Kugel von nur rund 20 Kilometern Durchmesser. Ist er schwerer, stürzt er immer weiter in sich zusammen, bis ein Schwarzes Loch entsteht.

Wir sind Sternenstaub

Im Urknall entstanden fast nur Wasserstoff und Helium. Alles Schwerere haben Sterne erbrütet: Kohlenstoff, Sauerstoff, Silizium, Eisen. Doch solange ein Stern lebt, bleiben diese Elemente in ihm gefangen. Erst die Supernova verteilt sie im All und erzeugt weitere schwere Elemente. Das meiste Gold entsteht nach heutigem Wissen sogar noch dramatischer, wenn zwei Neutronensterne verschmelzen. Aus den angereicherten Gaswolken bilden sich später neue Sterne und Planeten. Unser Sonnensystem, die Erde und wir selbst sind aus dem Staub früherer Sterngenerationen gemacht.

Schwarze Löcher saugen nicht

In Filmen wirken Schwarze Löcher wie kosmische Staubsauger, die alles einsaugen. Das ist falsch. Ein Schwarzes Loch ist einfach sehr viel Masse auf winzigem Raum, und es zieht mit ganz normaler Gravitation an. Würde die Sonne durch ein Schwarzes Loch gleicher Masse ersetzt, würde die Erde exakt so weiterkreisen wie bisher, nur eben im Dunkeln. Gefährlich wird es erst, wenn man einem Schwarzen Loch extrem nahe kommt, näher als man jedem anderen Objekt gleicher Masse kommen könnte.

Der Ereignishorizont

Um jedem Himmelskörper zu entkommen, braucht man eine Mindestgeschwindigkeit. Bei der Erde sind das 11 km pro Sekunde. Je kompakter die Masse, desto höher wird dieser Wert. Beim Schwarzen Loch gibt es eine Grenze, an der selbst Lichtgeschwindigkeit nicht mehr reicht: den Ereignishorizont. Er ist keine feste Oberfläche, sondern eine unsichtbare Linie im Raum. Was sie überquert, kann nie wieder zurück, nicht einmal Licht. Deshalb erscheint das Loch schwarz. Als Faustregel wächst der Horizont mit der Masse: rund 3 km Radius pro Sonnenmasse.