Der dunkle Schatten des Monsters in der Mitte der Galaxis

Wie man etwas, das man nicht sehen kann, anhand von Radiowellen vermisst

Mitten in der Milchstraße gähnt ein riesiges Schwarzes Loch, das alles verschlingt, was ihm zu nahe kommt. Direkt sehen kann man es nicht, aber seine Schwerkraft und seine Gefräßigkeit verraten seine Anwesenheit und auch seine Ausmaße. Ein internationales Team von Astronomen hat nun berechnet, dass es nicht größer sein kann die Distanz von der Erde zur Sonne.

Seit das Schwarze Loch in unserer Galaxis (bzw. die von ihm ausgestoßenen Radiowellen) 1974 entdeckt wurde, hat es immer wieder für wissenschaftliche Überraschungen und Diskussionen gesorgt. 2001 beobachteten Astronomen ein Flackern, das als der erste Beweis gewertet wurde, dass die ultra-kompakte Radioquelle der Region Sagittarius A* (Sgr A*, Sagittarius = das Sternbild Schütze) in der Mitte der Milchstraße tatsächlich ein Schwarzes Loch ist (Das Monster wohnt in der Mitte der Milchstrasse).

Die Umgebung von Sagittarius A* (Bild: NASA/CXC/MIT/F.K.Baganoff et al.)

Zwei Jahre später gelang es, das kosmische Fressen des Schwarzen Lochs mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) auf dem Berg Paranal in Chile im Infrarotbereich zu beobachten (Sensation in der Milchstraße).

Schwarze Löcher lenken das Licht ab und zwingen Gas und Staub in ihrer direkten Umgebung auf eine Spiralbahn, die letztlich ins Innere der gefräßigen Monsters führen. Rund um sie herum sammelt sich das um den Ereignishorizont wirbelnde heiße Gas, bevor es dann hinein gesaugt wird und sich endgültig verabschiedet.

Licht und Information

1967 schuf der Astronom John Archibald Wheeler den Begriff "Schwarzes Loch" (Historie Schwarzer Löcher). Heute zweifelt kaum noch jemand an der Existenz der galaktischen Staubsauger, die indirekt durch die Materie, die sie in sich hinein saugen, beobachtet werden können. Wie groß ein Schwarzes Loch ist, hängt von der Größe des Sterns ab, aus dessen Kollaps es entsteht. Im Fall unserer Sonne wäre das zum Beispiel ein Durchmesser von ungefähr drei Kilometern, im Fall der Erde gerade mal ein Zentimeter.

Dennoch werfen diese immensen Schwerkraftfallen immer noch viele Fragen auf und die Forscher erhoffen sich Antworten vor allem von Sagittarius A*, der kompakten Radio-Quelle im Zentrum der Milchstraße. 26.000 Lichtjahre von uns entfernt hinter dichtem interstellaren Nebel gelegen, ist es doch das uns am nächsten gelegene seiner Art.

Inzwischen ist immerhin die Physiker-Wette zwischen Stephen Hawking und John Preskill darüber, ob Informationen hinter dem Ereignishorizont endgültig verschwänden, entschieden (Schwarze Löcher sind keine Glatzköpfe, sondern haarige Monster und Schwarze Löcher sind anders). Sie verschwinden nicht komplett, sondern bleiben erhalten.

Illustration der Vorgänge rund um Sgr A*. Das supermassive Schwarze Loch ist von einer scheibenförmigen Wolke aus Gas umgeben. Massive Sterne formen sich in dieser turbulenten Region. (Bild: NASA/CXC/M.Weiss)

Sgr A* ist nicht allein. Ein Schwarm von 10.000 oder mehr kleineren Schwarzen Löchern findet sich in seiner Nähe (Chandra Finds Evidence for Swarm of Black Holes Near the Galactic Center). Und weniger als ein Lichtjahr von ihm entfernt haben sich bis zu 100 massive junge Sterne eingenistet (Sterne, die dort eigentlich nicht sein sollten).

Einmal zur Sonne

In der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature berichten Zhi-Qiang Shen vom Shanghai Astronomical Observatory und Kollegen aus den USA sowie Taiwan über ihre Beobachtungen von Sgr A* mithilfe des Very Long Baseline Arrays (VLBA). Dieses System aus zehn Radioteleskopen, verteilt über Nordamerika, erstreckt sich über 8.000 Kilometer.

Das Zentrum der Milchstraße wie vom Very Large Array festgehalten. Sagittarius A* ist der weiß leuchtende kleine Fleck in der Mitte (Bild: NRAO/AUI/NSF, Jun-Hui Zhao, W.M. Goss)

Das Team um Shen fokussierte auf eine Region mit einem Durchmesser von acht Lichtminuten rund um die vermutliche Zentralposition von Sgr A* und erstellte ein Bild der Radioemission auf einer Wellenlänge von 3,5 mm. Dabei stellten die Forscher fest, dass das supermassive Schwarze Loch, das vier Millionen Mal schwerer als unsere Sonne ist, nur eine Ausdehnung von einer Astronomischen Einheit (AE) hat. Das entspricht der Entfernung zwischen Erde und Sonne, also einer Strecke von etwa 150 Millionen Kilometern. Das ist wesentlich kleiner als bislang angenommen. Vergangenes Jahr waren Astronomen bei ihrer Vermessung noch auf eine doppelt so große Ausdehnung gekommen (Detection of the Intrinsic Size of Sagittarius A* Through Closure Amplitude Imaging).

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