Wissenschaftler enthüllen, wie das Universum Monster-Schwarze Löcher formt

Das internationale Team untersuchte Version 4.0 Gravitationswellen-Ereigniskatalogs –Virgo–KAGRA (GWTC4), der 153 hochsichere Nachweise ält. Forscher prüften, ob die schwersten Schwarzen Löcher Katalog „zweiten Generation" sein könnten.

Diese Objekte würden entstehen, nachdem frühere Schwarze Löcher verschmolzen sind und später erneut innerhalb dichter Sternhaufen kollidierten, in denen Sterne bis zu einer Million Mal dichter gepackt sein können als in Region um unsere Sonne.

Die Nature Astronomy veröffentlichten Ergebnisse deuten darauf hin, dass die massereichsten Schwarzen Löcher, die durch Gravitationswellen beobachtet werden, einer eigenen Population angehören, die durch wiederholte Verschmelzungen geformt wurde und nicht durch den gewöhnlichen Kollaps üllen, wie sich riesige Schwarze Löcher bilden. „Die Gravitationswellen-Astronomie leistet heute mehr als nur das Zählen ", erklärt der leitende Autor Dr.

Fabio Antonini Astronomy Cardiff University.

Fabio Antonini Astronomy Cardiff University. „Sie beginnt nun zu enthüllen, wie sich Schwarze Löcher bilden, wo sie entstehen und was uns dies über Leben Tod massereicher Sterne verrät." Das ist aufregend, da wir die gewonnenen Informationen nutzen können, um unser Verständnis Entwicklung Universum zu testen.

Durch Analyse Gravitationswellensignale haben Forscher zwei getrennte Gruppen Löchern identifiziert: eine Population mit niedrigerer Masse, die mit dem gewöhnlichen Kollaps übereinstimmt, und eine Population mit höherer Masse, deren Drehimpuls genau dem entspricht, was bei hierarchischen Verschmelzungen in dichten Sternhaufen erwartet wird.

Wissenschaftler betonen, dass Drehimpulsmuster der massereicheren Schwarzen Löcher besonders starke Belege dafür liefern, dass sie durch wiederholte Kollisionen entstanden sind. „Am meisten hat uns überrascht, wie deutlich sich die massereichen Schwarzen Löcher als eine separate Population abheben", erinnert sich Mitautorin Dr.

Isobel Romero-Shaw, Ernest Rutherford Fellow

Isobel Romero-Shaw, Ernest Rutherford Fellow an Cardiff University. „Im Gegensatz zu den niedrigerer Masse, die Allgemeinen nur langsam rotierten, sind Systeme mit höherer Masse mit einem schnelleren Drehimpuls konsistent, der in scheinbar zufällige Richtungen orientiert ist." Dies ist genau Signaturmuster, das man erwarten würde, wenn sich Schwarze Löcher in dichten Sternhaufen wiederholt verschmelzen. „Das macht Entstehung Sternhaufen deutlich plausibler als es bei früheren Katalogen Fall war." Stärkere Evidenz für Schwarze-Loch-Massenlücke Studie liefert zudem bisher den stärksten Beleg für ein rätselhaftes „Massenlücke", die dieser lang etablierten Theorie sollten extrem massereiche Sterne gewaltsam explodieren und sich selbst zerstören, bevor sie Schwarzen Löchern kollabieren können.

Infolgedessen sollte es einen verbotenen Bereich, Sterne nicht direkt erzeugen können. Forscher identifizierten diesen Übergang Schwarzen Löchern Massen 45 Sonnenmassen. Dr.

Antonini sagte: „In unserer Studie finden Belege für die lang vorhergesagte Paar-Instabilitäts-Massenlücke – einen Massenbereich, in Sterne nach derzeitigem Wissen überhaupt keine Schwarzen Löcher hinterlassen sollten." Gravitationswellendetektoren haben erfolgreich Schwarze Löcher entdeckt, die scheinbar in oder nahe diesem Lücke liegen, die wir bei etwa 45 Sonnenmassen identifizieren. „Die zentrale Frage ist nun, ob diese Schwarzen Löcher uns zeigen, dass unsere Modelle Sternentwicklung falsch sind, oder ob sie auf eine andere Weise entstehen." „Die größten Schwarzen Löcher in der aktuellen Stichprobe scheinen uns über Clusterdynamik zu informieren, nicht nur über Sternentwicklung." „Oberhalb 45 Sonnenmassen ändert sich Verteilung Drehimpulse auf eine Weise, die mit normalen stellaren Doppelsternen allein schwer zu erklären ist, aber natürlich erklärt werden kann, wenn diese Schwarzen Löcher bereits früheren Verschmelzungen in dichten Clustern unterzogen wurden." Entdeckungen Löchern könnten Erforschung stellarer Kernreaktionen beitragen Team nutzte zudem den Übergang in der Nähe Masselücke, um eine Schlüsselreaktion zu untersuchen, die beim Heliumbrennen in massereichen Sternen eine wichtige Rolle spielt.

Forscher geben an, dass zukünftige Beobachtungen

Forscher geben an, dass zukünftige Beobachtungen Kernphysik liefern könnten, da Massengrenze Paarinstabilität Sternkernen abhängt. „Zukünftig könnten Gravitationswellendaten Wissenschaftlern helfen, Kernphysik zu erforschen, da die durch Paarinstabilität festgelegte Massengrenze Kernen massereicher Sterne abhängt", fügte Mitautorin Dr. Fani Dosopoulou, wissenschaftliche Mitarbeiterin an Cardiff University, hinzu.

Referenz: „Gravitational-wave constraints on the pair-instability mass gap and nuclear burning in massive stars", Isobel M. Romero-Shaw, Thomas Callister, Fani Dosopoulou, Debatri Chattopadhyay, Yonadav Barry Ginat, Mark Gieles Michela Mapelli, 7. Mai 2026, Nature Astronomy. DOI: 10.1038/s41550-026-02847-0