Dem Würgegriff von Sagittarius A entkommen

Ein Stern verspeisendes Schwarzes Loch in der Fantasie eines Künstlers. Bild: NASA/CXC/M.Weiss

US-Astronomen lösen Rätsel um bizarres Objekt, das auf Kollisionskurs mit dem supermassiven Schwarzen Loches im Milchstraßenzentrum war und zur Überraschung aller überlebte

Im Herzen der Galaxis herrscht das supermassive Schwarze Loch Sagittarius A* (SgrA*), das in fernster Zukunft einen Großteil der Milchstraße verschlingen wird. Dass in dieser Region einige interessante Sterne und andere geheimnisvolle Gebilde ihr Dasein fristen, wissen die Astronomen von der UCLA Galactic Center Group schon seit langem. Seit 2011 verfolgen sie einen ganz speziellen Kandidaten, eine vermeintliche Gaswolke namens G2, die auf Kollisionskurs mit SgrA* war. Als diese im März dieses Jahres SgrA* passierte, erlebten die Forscher eine handfeste Überraschung. Für das Gesamtverständnis von Schwarzen Löchern sind die neuen Daten elementar.

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Bild: UCLA/Keck Observatory

Schwarze Löcher machen ihrem Namen strenggenommen keine Ehre: Sie sind eigentlich weder so richtig schwarz noch haben sie ein Öffnung, die unserem Verständnis nach einem Loch entspricht oder wenigstens in einer wie auch immer gearteten Form lochartig ist. Und dennoch zählen diese kompakten Gebilde, die aus toten massereichen Sternen geboren werden, zu den spektakulärsten Objekten im Universum, absorbieren sie doch wie kein anderes jede Form von Materie und Energie.

Ihre Geburt steht in direktem Zusammenhang mit dem Tod eines massereichen Sterns. Während unsere relative massearme Sonne sich in ferner Zukunft zu einem Roten Riesen aufbläht, um dann in einen Weißen Zwerg überzugehen, in dem alle Atome dicht an dicht liegen, enden Sterne mit mindestens vier Sonnenmassen in einem kompakten Neutronenstern, der im Radius nur wenige Kilometer misst. Kollabiert jedoch ein Stern ab der 20-fachen Masse der Sonne, durchbricht er sogar das Stadium eines Neutronensterns und verliert sich - angetrieben von seiner gigantischen Masse und Schwerkraft - in einem Schwarzen Loch.

Wo vorher ein Gestirn von Millionen Kilometern Durchmesser erstrahlte, beobachten Astronomen nur noch ein undefinierbares Gebilde, dessen Radius allenfalls wenige Kilometer misst. Alles, was ihm zu nahe kommt, spiralt Bahn für Bahn auf einer sich extrem aufheizenden rotierenden Scheibe langsam ins Innere des Zentrums - Gas, Staub, Materie und auch die Partikel des Lichts. Bevor alles für immer in das dunkle Nichts fällt, verabschiedet sich der sterbende Stern aus der Metagalaxis mit einem starken Röntgenstrahlenblitz. Just aus der Intensität dieses Blitzes und der Umlaufzeit des Begleiters können Astronomen auf die Masse des Schwarzen Loches rückschließen.

Dass Schwarze Löcher keineswegs Hirngespinste sind, sondern tatsächlich schon seit Jahrmilliarden in unterschiedlichen Größenklassen das Universum bevölkern, ist in der Astrophysik inzwischen völlig unbestritten. Von derlei stellaren Leichenresten gibt es allein in unserer Milchstraße einige Hunderttausend. Und das massereichste unter ihnen pulsiert im Herzen der Galaxis. Umhüllt von Gas- und Nebelwolken, eingebettet im Sternenstaub und 26.000 Lichtjahre von unserem Heimatplaneten entfernt, entzieht sich Sagittarius A jeglicher direkten Beobachtung.

Sagittarius A ist jene Region im Herzen der Milchstraße im Sternbild Schütze, in der eine sehr starke Radioquelle existiert, die auf die Anwesenheit eines supermassiven Schwarzen Loches zurückzuführen ist. Obwohl es die vier millionenfache Masse der Sonne hat, ist es zurzeit inaktiv und weist eine äußerst geringe Leuchtkraft auf. Der Grund hierfür könnte einfacher nicht sein: In seiner unmittelbaren und weiteren Umgebung ist kaum mehr Materie und Energie vorhanden, mit dem es seinen grenzenlosen Appetit stillen könnte. Doch bisweilen gelingt es dem innergalaktischen Schwarzen Loch, etwas Materie in seinen Bann zu ziehen und seinen gewichtigen Einfluss auf Sterne geltend zu machen.

Für G2 gilt dies im Besonderen. G2 ist ein Objekt im Zentrum der Milchstraße, über deren wahre Natur Astronomen schon seit drei Jahren rätseln. Damals gab es sich als kleines, im Infrarotlicht rötlich leuchtendes Objekt zu erkennen, das sich dem galaktischen Zentrum unaufhörlich näherte. Schon kurz nach der G2-Entdeckung stritten Astronomen über das Phänomen, wobei die Mehrheit hinter dem Gebilde eine Wasserstoffwolke vermutete, die sich - angetrieben von Sagittarius A - auf Kollisionskurs mit demselben befindet.

Den Berechnungen der Wissenschaftler zufolge sollte es das Schwarze Loch im Herzen der Galaxis in einer Entfernung von nur 40 Milliarden Kilometer passieren. Für einen (elliptischen) Orbit um SgrA* benötigt G2 um die 300 Jahre. Aber die nächste Annäherung würde sich schon im März 2014 ereignen.

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Infrarot-Bild von G2, der überlebte … Bild: Andrea Ghez, Gunther Witzel/UCLA Galactic Center Group/W. M. Keck Obervatory

Als eine Gruppe von Astronomen um Andrea Ghez von der University of California in Los Angeles (UCLA) von März bis August dieses Jahres das mysteriöse Objekt während seiner größten Annäherung zum Schwarzen Loch mit den beiden 10-Meter-Keck-Teleskopen auf dem Mauna Kea in Hawaii (USA) ins Visier nahm und seine Bahn verfolgte und studierte, erwarteten die Forscher, dass die kompakte Wasserstoffwolke den enormen Gezeitenkräften des Schwarzen Loches zum Opfer fallen würde. Sie gingen felsenfest davon aus, dass das innergalaktische Schwarze Loch den G2-Kandidaten vollends zerreißen und das Gas absorbieren würde. Der Theorie, den Computersimulationen und Extrapolationen zufolge hätte dies geschehen müssen, wie Prof. Ghez gegenüber diesem Magazin bestätigt:

G2 wurde zu Anfang als eine reine Gaswolke eingestuft, die während ihrer nächsten Annäherung an das Schwarze Loch als Folge der Gezeitenkräfte absorbiert würde. Die zerrissene Gaswolke hätte uns die Gelegenheit gegeben, die in das Schwarze Loch fallende Materie genauer zu studieren.

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