Hubble und Webb entdecken ein Schwarzes Loch stellarer Masse in Omega Centauri

Omega Centauri ist ein Kugelsternhaufen, eine Ansammlung von Sternen, die durch die Schwerkraft zusammengehalten werden. Laut NASA enthält er rund zehn Millionen Sterne. Zwar gab es zuvor Hinweise auf ein Schwarzes Loch mittlerer Masse in seinem Zentrum, doch der neue Befund betrifft ein anderes Objekt: ein Schwarzes Loch stellarer Masse mit einem sichtbaren Stern als Begleiter. Diese Unterscheidung macht deutlich, was entdeckt wurde – und was nicht.

Am 13. Juli 2026 meldete die NASA die Entdeckung. Grundlage waren Archivdaten des Hubble-Weltraumteleskops und Beobachtungen des James-Webb-Weltraumteleskops. Das Objekt erhielt den Namen oMEGACat BH-2 und ist etwa 18.000 Lichtjahre entfernt. Die NASA-Mitteilung erklärt, dass die Ergebnisse des Teams in The Astrophysical Journal Letters veröffentlicht wurden. Der Nachweis beruht auf der Bewegung des sichtbaren Sterns, nicht auf einem direkten Bild des Schwarzen Lochs.

Eine Suche anhand der Bewegung eines Sterns

Schwarze Löcher senden selbst kein Licht aus und reflektieren auch keines; daher können sie für Teleskope unsichtbar sein. In manchen Fällen strahlt Materie in ihrer Umgebung. Andernfalls können Forschende sie über ihre Auswirkungen auf die Umgebung untersuchen. Für oMEGACat BH-2 nutzte das Team Astrometrie, die NASA als Messung sehr kleiner Sternbewegungen im Lauf der Zeit beschreibt.

Die Forschenden werteten mehr als zwanzig Jahre Hubble-Archivdaten aus, darunter astrometrische Messungen aus den Jahren 2002 bis 2023. Zusätzlich bezogen sie Nahinfrarotdaten von Webb ein, um die Genauigkeit zu verbessern. Zusammengenommen ermöglichten diese Beobachtungen, die Bahn des sichtbaren Sterns in der dicht besetzten Umgebung des Sternhaufens zu verfolgen und festzustellen, dass er ein nicht direkt sichtbares Objekt umkreist.

Der Stern besitzt 0,78 Sonnenmassen. Auf Grundlage des erweiterten Datensatzes berechnete das Team für seinen dunklen Begleiter 4,46 Sonnenmassen. Laut NASA-Mitteilung schließt diese Masse die Möglichkeit eines Neutronensterns aus und stützt die Einordnung als Schwarzes Loch. Eine frühere Studie hatte vorgeschlagen, dass das System einen Neutronenstern enthalten könnte; die neue Analyse präzisierte die Massenschätzung und verwarf diese Deutung.

Eine Umlaufbahn von 94 Jahren und ein möglicher dynamischer Ursprung

Der Stern umrundet oMEGACat BH-2 alle 94 Jahre. Die NASA bezeichnet dies als die längste bekannte Umlaufzeit eines Doppelsternsystems mit einem Schwarzen Loch. Anhand der Daten konnte das Team die Bahn des Sterns über mehr als zwei Jahrzehnte rekonstruieren, einschließlich seiner größten Annäherung an das Schwarze Loch, als seine scheinbare Bewegung am Himmel am schnellsten war.

Die lange Umlaufzeit gibt einen Hinweis auf die mögliche Entstehung des Systems. Die Forschenden halten einen dynamischen Ursprung für wahrscheinlich: Der Stern und das Schwarze Loch sind möglicherweise nicht gemeinsam entstanden, sondern haben sich im Sternhaufen begegnet. Das ist eine aus den Eigenschaften des Systems abgeleitete Erklärung, keine direkte Beobachtung der Begegnung.

Das Team berechnete, dass ein solches System weniger als eine Milliarde Jahre überdauern könnte, bevor Begegnungen mit nahe gelegenen Sternen es auseinanderreißen. Diese Schätzung betrifft die künftige Lebensdauer des Doppelsternsystems; sie nennt kein genaues Datum für dessen Auflösung. Die NASA stellt diesen Zeitraum dem ungefähren Alter von Omega Centauri gegenüber, das rund zwölf Milliarden Jahre beträgt.

Eine geringere Masse als erwartet

Die Mitteilung beschreibt die Masse von oMEGACat BH-2 als geringer als erwartet für ein Objekt in einer metallarmen Umgebung wie Omega Centauri. Außerdem schreibt sie dem Team die Schlussfolgerung zu, dass ein metallarmer Stern ein Schwarzes Loch dieser Masse bilden kann. Die Forschenden erklären, dass sie noch herausfinden müssen, wie dieser Vorgang abläuft. Die Beobachtung liefert Daten für Modelle, bestimmt den Entstehungsmechanismus aber nicht allein.

Die NASA verweist auf Modelle, denen zufolge Omega Centauri etwa 10.000 Schwarze Löcher stellarer Masse enthalten könnte. Dabei handelt es sich um eine theoretische Schätzung, nicht um eine Zählung beobachteter Objekte. Die Entdeckung von oMEGACat BH-2 weist einen konkreten Fall nach; sie legt weder die Zahl der Schwarzen Löcher im Sternhaufen noch deren Anzahl in anderen Sternhaufen fest.

Was der Fund zur Erforschung Schwarzer Löcher beiträgt

Kugelsternhaufen sind geeignete Umgebungen, um die Entstehung Schwarzer Löcher und von Doppelsternsystemen zu untersuchen. Laut NASA gelten Umgebungen wie Omega Centauri als wichtige Orte, an denen solche Paare verschmelzen und Gravitationswellen erzeugen können – Kräuselungen der Raumzeit, die spezielle Instrumente nachweisen können. Zu verstehen, wie Schwarze Löcher entstehen und Paare bilden, hilft bei der Interpretation solcher Ereignisse. Der Fund zeigt jedoch nicht, dass oMEGACat BH-2 verschmelzen wird.

Das Team hofft, die Suche in Omega Centauri fortzusetzen und auf andere Sternhaufen auszuweiten. Die NASA hebt außerdem das Potenzial des künftigen Nancy Grace Roman Space Telescope hervor: Laut Mitteilung wird es dicht besetzte Regionen wie den galaktischen Bulge regelmäßig beobachten, mit einer Hubble vergleichbaren Auflösung und einem größeren Gesichtsfeld. Dass Roman ähnliche Doppelsternsysteme finden könnte, ist eine Erwartung für künftige Beobachtungen und kein bereits erzieltes Missionsergebnis zum Zeitpunkt der Meldung.

Was bekannt ist – und was offenbleibt

Die beschriebenen Belege stützen die Einordnung von oMEGACat BH-2 als Schwarzes Loch stellarer Masse mit einem sichtbaren Stern auf einer Umlaufbahn. Die geschätzte Masse des Schwarzen Lochs beträgt 4,46 Sonnenmassen, die des Begleitsterns 0,78 Sonnenmassen; die Umlaufzeit liegt bei 94 Jahren. Der Fall zeigt, wie die Bewegung eines Sterns ein unsichtbares Objekt verraten kann, ohne das Schwarze Loch direkt zu beobachten.

Offen sind weiterhin die Entstehung des Schwarzen Lochs, der Ursprung des Paars und die Gesamtzahl solcher Objekte in Omega Centauri. Der mögliche dynamische Ursprung und die geringere als erwartete Masse bieten Ansatzpunkte für weitere Forschung, aber keine abschließenden Antworten. Die hier genannten Zahlen und Ergebnisse stammen aus der NASA-Mitteilung und den darin dem Forschungsteam zugeschriebenen Resultaten.