Frage: Wie entsteht ein schwarzes Loch?

Tobias Triffterer Beantwortet am 18 Nov 2021:

Hier muss man die verschiedenen Größenskalen schwarzer Löcher unterscheiden:

Stellare schwarze Löcher entstehen, wenn ein Stern, der mindestens fünf Mal so schwer wie die Sonne ist, das Ende seines Lebens erreicht. Während des „normalen“ Lebens als so genannter Hauptreihenstern fusioniert der Stern in seinem Kern Wasserstoff zu Helium. Die dabei entstehende Strahlung erzeugt einen Strahlungsdruck, der der Gravitation entgegenwirkt und den Stern stabilisiert.

Geht der Wasserstoffvorrat zur Neige, so kann der Stern je nach Masse anfangen, Helium und schwerere Elemente zu fusionieren. Das funktioniert bis zum Eisen, da hier die Bindungsenergie pro Nukleon maximal ist und somit durch weitere Fusion keine Energie mehr freigesetzt werden kann.

Wird im Kern keine Energie mehr freigesetzt, so sinkt der Strahlungsdruck und die Schwerkraft gewinnt. Das führt dann zur Kernkollaps-Supernova-Explosion. Der Stern stößt seine Hülle, die durch die Kernfusion mit schweren Elementen angereichert wurde, durch die Explosion ab, aber in dem Kern gibt es nichts mehr, das der Gravitation etwas entgegensetzen würde, daher kollabiert der Kern zu einem schwarzen Loch.

Die supermassiven schwarzen Löcher, die sich unter anderem im Zentrum der meisten Galaxien befinden, sind aber viel zu schwer, um auf diesen Weg entstanden zu sein. Hier geht man aktuell davon aus, dass diese schwarzen Löcher auf Dichteschwankungen im frühen Universum zurückgehen, durch die Milliarden von Sonnenmassen in einem kleinen Raum komprimiert wurden und damit zu einem supermassiven schwarzen Loch kollabiert sind.