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Milchstraße: Astronomen vermessen schwarzes Loch

Forscher haben die Ausmaße des schwarzen Loches bestimmt, das sie im Zentrum der Milchstraße vermuten. Dazu beobachteten sie Sterne, die um das schwarze Loch kreisen. Wie diese jungen Sonnen dort existieren können, wissen sie allerdings nicht.

Im Zentrum der Milchstraße vermuten Astronomen ein riesiges schwarzes Loch, das durch seine großen Gravitationskräfte die gesamte Umgebung dominiert. Allerdings ist die direkte Beobachtung des Zentrums im sichtbaren Licht durch Gas und Staub verwehrt. Ein internationales Forscherteam um Stefan Gillessen vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching bei München nutzt daher Satelliten oder erdgebundene Teleskope, um das Sagittarius A* (sprich: A-Stern) genannte schwarze Loch im infraroten Spektralbereich auszumachen. Denn die Sterne um das schwarze Loch senden dieses Infrarotlicht aus.

Die ersten Messungen starteten bereits im Jahr 1992 mit einem Teleskop der Europäischen Südsternwarte im chilenischen La Silla. Mit dem Fortschritt der Teleskoptechnik nahmen Wissenschaftler immer wieder das galaktische Zentrum mit neuen Teleskopgenerationen ins Visier. Gillessen und seine Kollegen werteten nun Beobachtungsdaten von rund 28 Sternen aus. In insgesamt 50 Beobachtungsnächten, verteilt über 16 Jahre, konnten die Astronomen die Bahnen der Sterne um das schwarze Loch bestimmen. "Die Sterne in der innersten Region um das schwarze Loch bewegen sich auf zufälligen Bahnen", sagt Gillessen. Sechs der Sterne kreisen allerdings in einer Scheibenformation, was auch frühere Beobachtungen schon nahegelegt hatten. Der Stern S2 raste dabei sogar so schnell, dass er eine geschlossene Bahn absolvierte.

Durch ihre Untersuchungen haben die Forscher jetzt den bislang besten Nachweis für das supermassive schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße geliefert und seine Ausmaße extrem genau geschätzt. Den Messungen zufolge entspricht die Gesamtmasse des Gravitationsmonsters 4.300.000 Sonnenmassen und den Abstand zur Erde beträgt rund 27.000 Lichtjahre. Aus der Beobachtung können auch weitere Schlüsse auf die Entwicklung des schwarzen Lochs und seiner nächsten Sterne im Zentrum der Galaxie getroffen werden, schreiben die Forscher in einer Online-Vorabveröffentlichung auf "arxiv.org".

Die detaillierte Beobachtung wirft daher für die Astronomen neue Fragen auf. Sie rätseln, wie diese jungen Sterne in den nahen Umlaufbahnen um das schwarze Loch entstanden sein könnten. Die zwei möglichen Szenarien erscheinen unplausibel: Die Sterne können nicht auf ihren jetzigen Bahnen entstanden sein, da sie sonst durch die Gezeitenkräfte des schwarzen Lochs zerrissen worden wären. Auch sind sie zu jung, um aus der weiteren Umgebung nach innen gedriftet zu sein. Gillessen und seine Kollegen hoffen, mit neuen Teleskoptechniken, die noch zehn- bis hundertmal genauere Beobachtungen ermöglichen sollten, dieses Rätsel zu lösen.

DDP / DDP