Galaktisches Zentrum

Zweifellos ein Schwarzes Loch

Von Sibylle Anderl
24.01.2020
, 10:22
Neues aus dem Zentrum unserer Galaxie: Wer noch unsicher war, ob sich dort ein supermassereiches Schwarzes Loch befindet, sollte nun durch neue Beobachtungen der Radioquelle Sagittarius A* überzeugt werden.

Es gibt in der Wissenschaft Tatsachenaussagen, die so einfach klingen und an die wir uns schon so sehr gewöhnt haben, dass man vergisst, was für atemberaubende Behauptungen sie doch darstellen. „Im Zentrum unserer Milchstraße befindet sich ein supermassereiches schwarzes Loch“ ist so eine. Wie kann man sicher sein, dass im Sternbild Schütze, knapp 27 000 Lichtjahre von uns entfernt, tatsächlich eine für uns unvorstellbar große Massenansammlung den Raum auf so bizarre Weise krümmt, dass nichts ihrem Einfluss entkommen kann?

Bis Anfang der siebziger Jahren hatten solche Behauptungen auf der Grundlage von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie noch den Status von Spekulationen. 1974 wurde im Zentrum der Milchstraße eine kompakte Radioquelle, genannt Sagittarius A*, entdeckt – Strahlung, die durch Gas erklärt werden kann, das in einer heißen Scheibe in ein schwarzes Loch hineinströmt. Ende der neunziger Jahre ließ dann die Beobachtung der ungewöhnlich hohen Geschwindigkeiten von Sternen im galaktischen Zentrum keinen anderen Schluss zu, als dass deren Bahnen von einer extremen Massenkonzentration hervorgerufen werden.

Wie dicht ist das Zentrum der Milchstraße?

Heute sind ihre Orbits mit einer solchen Genauigkeit bekannt, dass man diese Masse auf vier Millionen Sonnenmassen beziffern kann. Die Größe der Radioquelle Sagittarius A* entspricht gleichzeitig einer Region, die deutlich kleiner ist als die Erdbahn. Wenn die indirekt beobachtete Masse sich in diesem winzigen Bereich befindet, ist der Schluss unumgänglich, dass sich im Zentrum unserer Galaxie ein supermassereiches schwarzes Loch befindet – zumindest sofern man von eher exotischen theoretischen Gedankenspielen absieht. Aber tut sie das tatsächlich?

Die Astronomen Mark Reid vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics und Andreas Brunthaler vom Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie gehen dieser Frage in einer aktuellen Veröffentlichung nach. Die Idee dabei: Aus der Bewegung der Radioquelle innerhalb der Milchstraße kann auf deren Masse geschlossen werden. Je schwerer sie ist, desto weniger lässt die Quelle sich von den anderen Massen in ihrer Umgebung beeinflussen.

Unbeeindruckt von anderen Massen

Von der Erde aus gesehen, bewegt sich Sagittarius A* relativ zu den Fixsternen sowohl parallel als auch senkrecht zur galaktischen Ebene. Diese scheinbare Bewegung setzt sich aus einem Anteil zusammen, der von der Rotation unserer Sonne um das galaktische Zentrum stammt sowie der tatsächlichen Bewegung der Quelle. Die Astronomen beobachteten die Position von Sagittarius A* mit Hilfe des amerikanischen Very Long Baseline Array über einen Zeitraum von 18 Jahren. Indem sie den Einfluss unserer eigenen Bahnbewegung herausrechneten, kamen sie zu dem Schluss, dass Sagittarius A* praktisch bewegungslos im Zentrum der Galaxie sitzt. Angesichts der Himmelskörper, die um die Quelle herumwirbeln, bedeutete diese Bewegungslosigkeit, dass Sagittarius A* mindestens eine Million Sonnenmassen beherbergen müsse, so die Astronomen. Vor dem Hintergrund der bekannten Quellgröße wäre damit eine kritische Massendichte erreicht, die den relativistischen Grenzwert für ein schwarzes Loch übersteigt.

Dass es unter den Objekten, die dieses schwarze Loch in großer Nähe umkreisen, äußerst merkwürdige Vertreter gibt, zeigt währenddessen ein Artikel in „Nature“. Bezeichnet werden diese Quellen mit dem Buchstaben „G“. Zwei waren bereits bekannt, charakterisiert durch Strahlung von Staub und ionisiertem Gas – und durch eine äußerst starke Verformung wenn sie auf ihrer Bahn dem Schwarzen Loch am nächsten kommen. Ob diese Objekte mit einer Größe des rund hundertfachen Abstands zwischen Sonne und Erde Sterne sind, eingebettet in Gas und Staub, oder bloße Staubwolken ohne stellaren Kern, ist noch unklar. Zumindest wurden nun vier weitere gefunden, die zeigen, dass die Objekte keine Seltenheit sind. Aus ihren Bahnen lässt sich außerdem schließen, dass sie trotz ihrer Ähnlichkeit nicht gemeinsam entstanden sind. Die Forscher spekulieren, dass es sich – sofern die Objekte tatsächlich einen stellaren Kern besitzen – um Sterne mit geringer Masse handeln muss, die auf andere Weise bisher in dieser Region nicht nachgewiesen werden konnten. Die G-Objekte könnten so ein einzigartiges Fenster auf diese Sternpopulation im galaktischen Zentrum eröffnen.

Quelle: F.A.Z.
Autorenbild/ Sybille Anderl
Sibylle Anderl
Redakteurin im Feuilleton.
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