Spaziergang ums schwarze Loch

  • 27. March 2015

Staubwolke passiert supermassereiches schwarzes Loch im Zentrum der Milchstraße nahezu unlädiert.

Im Herz der Milchstraße befindet sich ein mit einer Masse, die dem Viermillionenfachen der Masse der Sonne entspricht. Umrundet wird es von einer kleinen Gruppe heller Sterne. Zusätzlich konnten Astronomen in den letzten paar Jahren eine rätselhafte staubige Wolke mit dem Namen G2 verfolgen, die sich in Richtung auf das schwarze Loch bewegt hat. Die größte Annäherung, auch als Peribothron bezeichnet, fand im Mai 2014 statt.

Abb.: Die Gaswolke G2 passiert das supermassereiche schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße. (Bild: ESO / A. Eckart)

Abb.: Die Gaswolke G2 passiert das supermassereiche schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße. (Bild: ESO / A. Eckart)

Angesichts der großen Gezeitenkräften in dieser Region starker Gravitation nahm man an, dass die Wolke auseinander reißen und sich entlang ihrer Umlaufbahn zerstreuen würde. Ein Teil dieser Materie würde dann das Schwarze Loch füttern, was zu einem plötzlichen Aufleuchten oder anderen Hinweisen darauf führen sollte, dass dieses Monster gerade eine seiner seltenen Mahlzeiten genießt. Um diese seltenen Ereignisse beobachten zu können, haben viele Astronomengruppen die Region im galaktischen Zentrum in den vergangenen Jahren mit großen Teleskopen überall auf der Welt sorgfältig systematisch untersucht.

Darunter befand sich auch das Team um Andreas Eckart von der Universität zu Köln, das die Region mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO über viele Jahre hinweg beobachtete, einschließlich neuer Beobachtungen während der kritischen Phase zwischen Februar und September 2014, also kurz vor und nach dem Peribothron-Ereignis. Die Ergebnisse der neuen Beobachtungen stimmen mit denen früherer Beobachtungen am Keck-Teleskop auf Hawaii überein. Die Aufnahmen im infraroten Licht, das vom leuchtenden Wasserstoff stammt, belegen, dass die Wolke sowohl vor als auch nach ihrer größten Annäherung an das Schwarze Loch kompakt war.

Das SINFONI-Instrument am VLT liefert nicht nur sehr scharfe Bilder, es zerlegt das Infrarotlicht auch in seine Spektralfarben und ermöglicht damit, die Geschwindigkeit der Wolke zu bestimmen. Man fand heraus, dass sich die Wolke vor der größten Annäherung mit etwa zehn Millionen Kilometern pro Stunde von der Erde wegbewegte. Nachdem sie um das Schwarze Loch herumgeschwungen war, bewegte sie sich laut Messungen mit etwa zwölf Millionen Kilometern pro Stunde auf die Erde zu.

Florian Peissker, Doktorand an der Universität zu Köln, der einen Großteil der Messungen vornahm, erzählt: „Am Teleskop zu sein und dabei zuzuschauen, wie die Daten in Echtzeit ankommen, war eine faszinierende Erfahrung.“ Monica Valencia-S., Postdoktorandin und ebenfalls von der Universität zu Köln, die sich mit der Datenverarbeitung beschäftigte, fügt hinzu: „Es war sehr beeindruckend mitanzusehen, wie das Leuchten aus der Staubwolke vor und nach dem Punkt der größten Annäherung gleich dicht blieb.“

Obwohl frühere Beobachtungen nahelegten, dass G2 verzerrt wurde, lieferten die neuen Beobachtungen keine Belege dafür, dass die Wolke signifikant verschmiert wurde. Sie wurde weder sichtbar auseinander gezogen, noch verteilen sich die gemessenen Geschwindigkeiten breiter.

Zusätzlich zu den Beobachtungen mit dem SINFONI-Instrument hat das Team auch eine lange Beobachtungsreihe der Polarisation des Lichts, das aus der Region des supermassereichen schwarzen Lochs stammt, mit dem NACO-Instruments am VLT angefertigt. Diese bisher besten Beobachtungen machen deutlich, dass das Verhalten der Materie, die in Richtung Schwarzes Loch gezogen wird, sehr stabil ist und – bislang – nicht durch angesaugte Materie aus der G2-Wolke gestört wurde.

Die Widerstandsfähigkeit der Staubwolke gegenüber den extremen gravitativen Gezeitenkräften so nahe am Schwarzen Loch legen sehr deutlich nahe, dass sie eher ein dichtes Objekt mit einem massereichen Kern umschließt, als dass es sich um eine lockere, freifliegende Wolke handelt. Diese These wird von der Tatsache unterstützt, dass ein Beweis dafür, dass das schwarze Loch im Zentrum mit Materie gefüttert wird, bisher fehlt, da dies zu einer Aufhellung und zunehmender Aktivität führen würde.

Andreas Eckart fasst die neuen Ergebnisse zusammen: „Wir haben uns die jüngsten Daten angesehen, speziell jene aus der Phase in 2014, als die größte Annäherung an das Schwarze Loch stattgefunden hat. Wir können keine signifikante Ausdehnung der Quelle bestätigen. Sie verhält sich zweifellos nicht wie eine kernlose Staubwolke. Wir gehen davon aus, dass es sich um einen jungen Stern handelt, der in Staub eingehüllt ist.“

ESO / DE

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