»So groß wie Merkur« – Ein schwarzes Loch in der Sonne wäre laut Stephen Hawking möglich. Doch gegen jüngste Thesen ist das noch langweilig

Es mag seltsam bis geradezu abstrus anmuten: ein schwarzes Loch in der Sonne. Alldieweil mag Physik extreme Lösungen – und erlaubt auch solche. (Bildquelle: Adobe Firefly, generative KI)

Blicken wir auf die Sonne, können wir nur erahnen, welche extremen Bedingungen in ihrem Kern herrschen. (Bitte nicht mit bloßen Augen versuchen). Unter immensem Druck verschmelzen Wasserstoffkerne zu Helium und befeuern damit das ultimative Kraftwerk, das alles uns Bekannte auf Erden ermöglicht.

Aber was verbirgt sich wirklich im Inneren der Sonne? Hunderttausende Kilometer unter der Oberfläche könnte es Theorien und Modellen zufolge einen Ort geben, der selbst Albert Einstein Ehrfurcht eingeflößt hätte: ein Schwarzes Loch.

Forscher haben ernst zu nehmende Modelle entwickelt, die die Existenz solcher parasitärer Objekte in Sternen theoretisch stützen – die ursprüngliche Idee stammt von Stephen Hawking.

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Unsere Sonne als Wirt für ein Parasiten-Schwarzes-Loch

Ein Paper befasst sich mit der faszinierenden Hypothese, dass die Sonne ein Schwarzes Loch in ihrem Zentrum beherbergen könnte. Allerdings sprechen wir von einer arg speziellen Art Sonderling mit extremer Gravitation, nämlich einem sogenannten primordialen Schwarzen Loch (PBH).

Nach gängigen Theorien entstanden die PBH als hypothetische Objekte in den ersten Sekunden nach dem Urknall. An Masse besäßen sie gerade mal so viel wie kleine Monde oder gar Asteroiden.

Herkömmliche stellare Schwarze Löcher verfügen über mindestens drei Sonnenmassen, Schwarze Löcher als Mittelpunkte von Galaxien bringen Millionen- bis Milliardenmal mehr auf die sprichwörtliche Waage.

Die Forscher beziehen sich dabei auf eine Idee des weltbekannten Physikers Stephen Hawking aus dem Jahr 1971. Jahrzehnte später simulieren sie den Ablauf, den Hawking damals beschrieb:

• Eine ausreichend schwere Gaswolke beginnt in sich zusammenzufallen, ein Stern wird geboren.
• Befindet sich währenddessen ein PBH in der Nähe, könnte es wie in einem Strudel – oder wie per kosmischem Schwerkraft-Lasso – eingefangen und ins Zentrum des rasch wachsenden Gebildes gezogen werden.
• Während der neu entstandene, sogenannte Hawking-Stern seine normale Entwicklung durchläuft, wäre er nicht von normalen Sternen zu unterscheiden.

Das Ergebnis: In der Sonne könnte ein solches Mini-Schwarzes-Loch stecken und extrem langsam wachsen, indem es Masse in seine Singularität zieht.

Interessanterweise wäre der Parasit selbst nach Milliarden Jahren Sonnenexistenz kaum zu erkennen. Denn auch wenn das Schwarze Loch stetig wüchse, geschähe das nur extrem langsam. Es muss sich sozusagen jedes Kilogramm Sonnenmasse mühsam erkämpfen.

Der Hauptgrund für das langsame Wachstum findet sich in der entgegengesetzten Wirkung der nach außen strömenden Leuchtkraft. Die wirkt der Anziehungskraft des Schwarzen Lochs entgegen und hebt damit einen Großteil der Gravitation auf.

Man könnte sagen: Tief im Innersten der Sonne läuft nach diesem Modell ein kosmischer Ringkampf zwischen Urkräften des Universums. Das Gas, das in das Schwarze Loch fällt, gerät in einen ständigen Sturm aus Energie, die vom Fusionsprozess der Sonne ausgeht.

Doch je massereicher das PBH wird, desto mehr kippen die Kräfteverhältnisse. Erst in – von uns aus gesehen – ferner Zukunft würden sich frühestens Spuren wie eine minimale Verringerung der Leuchtkraft zeigen. Der Grund: Das PBH dämpft zwar die klassischen stellaren Prozesse im Inneren, fängt durch die selbst erzeugte Hitze beim Einsaugen (Akkretion) aber selbst damit an, Wärme nach außen abzustrahlen.

Den Simulationen zufolge würde ein Hawking-Stern sogar länger leben als ein herkömmlicher Stern. Denn sein Wasserstoffvorrat würde langsamer durch Fusion verbraucht, wodurch der Wirts-Stern langfristig etwas kühler und dunkler erscheinen würde.

Das Schicksal der Sonne wäre aber vorherbestimmt

Letztendlich würde unsere Sonne dem Schlund in ihrem Inneren aber nicht entkommen: Die einst lebensverlängernde Wirkung würde sie in rund acht Milliarden Jahren teuer bezahlen. Anstatt sich zu einem roten Riesen aufzublähen und schließlich als weißer Zwergstern zu enden, stünde an ihrer Stelle dann ein stellares Schwarzes Loch – wenn auch ein sehr leichtes.

Allerdings fallen die potenziellen Wege einer vermeintlich normalen Sonne (quasi ein Schäfchen unter vielen) hin zum unübersehbaren Schwarzloch-Wolf stark unterschiedlich aus. Je schwerer, desto schneller würde das PBH halt die Sonne vertilgen und letztendlich früher den Sonnen-Pelz abwerfen, um sich als düsteres Monster zu offenbaren.

Kürzlich haben wir eventuell – metaphorisch gesprochen – den Todesschrei eines solchen PBH-Winzlings vernommen. Denn eine weitere Theorie Hawkings besagt, dass die PBH extrem langsam, aber doch stetig Masse durch Strahlungsverlust (Hawking-Strahlung) einbüßen. Irgendwann erreichen sie schließlich einen kritischen Punkt und vergehen in einem energetisch spektakulären Wumms.

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Könnten wir den Parasiten in der Sonne enttarnen?

Der Nachweis wäre schwierig, denn die Verringerung der Leuchtkraft (auch Luminosität genannt) wäre zwar messbar, würde aber nach menschlichen Zeitmaßstäben extrem langsam verlaufen.

Ähnliches gilt für Beobachtungen der sogenannten Asteroseismologie, also quasi akustische Messungen von Sonnenschwingungen. Wüchse in ihr wirklich ein schwarzes Loch heran, könnten wir eventuell minimalste Veränderungen der Konvektionsmuster feststellen.

Steckt in der Sonne also vielleicht wirklich ein schwarzes Loch?

Die Chancen für eine Singularität im Herzen der Sonne gelten als gering. Die Autoren des Papers weisen selbst darauf hin, dass die Antwort trotz aller Berechnungen wahrscheinlich »Nein« lautet, da es bisher keine positiven Belege für ein Schwarzes Loch im Zentrum der Sonne gibt.

Es handelt sich hier um eine spekulative Arbeit, die extreme Möglichkeiten auslotet – eine Herangehensweise, die typisch für die Astrophysik ist. Schließlich zweifelte selbst Albert Einstein daran, dass das Universum die Singularitäten, die aus seinen eigenen Gleichungen hervorgingen, wirklich realisiert.