Schon länger haben Astronomen die Radioquelle Sagittarius A* (Sgr A*) im Sternbild Schütze in Verdacht, das im Zentrum unserer Milchstraße vermutete supermassive schwarze Loch zu sein. Jetzt hat ein internationales Forscherteam mit dem Paranal-Observatorium der Europäischen Südsternwarte ESO einen Stern entdeckt, der sich Sgr A* bis auf 17 Lichtstunden, dem dreifachen Abstand Pluto-Sonne, nähert. Die Umlaufdaten dieses Sterns lassen keinen Zweifel mehr daran, dass Sgr A* ein supermassives schwarzes Loch mit 2,6-millionenfacher Sonnenmasse ist. Die Forscher, darunter Astronomen der Universität Köln und dreier Max-Planck-Institute, stellen ihre Entdeckung im Fachmagazin Nature vor (Bd. 419, S. 694).
“Wir trauten unseren Augen nicht. Der Stern S2 vollführte in der Nähe der Radioquelle eine schnelle Kehrtwende. Uns wurde plötzlich klar, dass wir gerade Zeugen der Bewegung eines Sterns auf seiner Umlaufbahn um das zentrale schwarze Loch geworden waren”, schildert Thomas Ott vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) den entscheidenden Moment bei der Auswertung der Daten, die in zehnjähriger Beobachtungszeit zusammengetragen worden waren.
S2 ist derzeit der einzige beobachtbare Stern, der Sgr A* so nahe kommt. Aufgrund der geringen Entfernung zu der riesigen Masse des schwarzen Lochs rast er mit einer Geschwindigkeit von 5.000 Kilometer pro Sekunde um Sgr A*. Für einen Umlauf braucht er 15,2 Jahre. Zum Vergleich: Unsere Sonne, die das Zentrum der Milchstraße in einer Entfernung von 26.000 Lichtjahren mit einer Geschwindigkeit von 220 Kilometer pro Sekunde umkreist, braucht für einen Umlauf 230 Millionen Jahre.
Sonst ist S2 ein ganz normaler Stern, fünfzehnmal so schwer und siebenmal so groß wie die Sonne. Trotz der geringen Entfernung zu dem schwarzen Loch befindet er sich auf einer relativ stabilen Umlaufbahn. Erst dann, wenn er Sgr A* bis auf 16 Lichtminuten, dem doppelten Abstand Erde-Sonne, nahe kommen würde, würde das schwarze Loch ihn zerreißen.
Die bisher einmalige Beobachtung eines Sterns, der das zentrale supermassive schwarze Loch einer Galaxie so nahe umkreist, wurde durch das adaptive Optiksystem NAOS möglich. NAOS gleicht die störenden Flimmereffekte der Atmosphäre aus, indem ein schnell verformbarer Spiegel elektronisch so gesteuert wird, dass verzerrte Bildteile in Echtzeit wieder entzerrt werden.
“Wir können jetzt mit Sicherheit sagen, dass Sgr A* tatsächlich die zentrale dunkle Masse ist, von der wir wussten, dass sie existiert. Noch bemerkenswerter ist, dass unsere neuen Daten den Bereich, in dem diese mehreren Millionen Sonnenmassen konzentriert sind, um einen Faktor von mehreren Tausend ‘schrumpfen’ lassen”, sagt Rainer Schödel vom MPE. Damit kann ausgeschlossen werden, dass diese ungeheure Masse von einem Haufen von Neutronensternen oder von vielen kleinen schwarzen Löchern verursacht wird.
Karl Gebhardt von der Universität von Texas in Austin glaubt, dass es mit Hilfe adaptiver Optiksysteme bald möglich sein wird, Sterne zu beobachten, die dem supermassiven schwarzen Loch noch näher kommen. Dies würde einen Test der allgemeinen Relativitätstheorie ermöglichen. Außerdem “hilft uns die adaptive Optik möglicherweise dabei, herauszufinden wie Materie in ein supermassives schwarzes Loch hineingesaugt wird oder ? im Fall unserer Milchstraße ? warum das zentrale schwarze Loch so wenig Materie ‘verzehrt’.”
Ein Video mit dem Umlauf von S2 um Sagittarius A* finden sie hier.
Axel Tillemans
