Doppelstern in der Nähe des schwarzen Lochs im galaktischen Zentrum entdeckt
Gas und Staub zeigen, dass sich der Doppelstern in der Nähe des supermassereichen schwarzen Lochs gebildet haben muss.
Ein internationales Forschungsteam hat einen Doppelstern entdeckt, der Sagittarius A*, das supermassereiche schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie, in geringer Entfernung umkreist. Es ist das erste Mal, dass ein Sternpaar in der Nähe eines supermassereichen schwarzen Lochs gefunden wurde. Die Entdeckung, die auf Daten basiert, die vom Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte gesammelt wurden, hilft beim Verständnis, wie Sterne in Umgebungen mit extremer Schwerkraft bestehen können, und könnte den Weg für die Entdeckung von Planeten in der Nähe von Sagittarius A* ebnen.
„Schwarze Löcher sind nicht so zerstörerisch, wie wir dachten“, sagt Florian Peißker, Forscher an der Universität zu Köln und Hauptautor der Studie. Doppelsterne, also Paare von Sternen, die einander umkreisen, sind im Universum weit verbreitet. Sie wurden jedoch noch nie in der Nähe eines supermassereichen schwarzen Lochs gefunden, wo die intensive Schwerkraft Sternensysteme instabil machen kann.
Die neue Entdeckung zeigt, dass einige Doppelsterne auch unter zerstörerischen Bedingungen kurzzeitig gedeihen können. D9, wie der neu entdeckte Doppelstern genannt wird, wurde gerade noch rechtzeitig entdeckt: Er ist erst 2,7 Millionen Jahre alt und die starke Gravitationskraft des nahe gelegenen schwarzen Lochs wird ihn wahrscheinlich innerhalb von nur einer Million Jahren zu einem einzelnen Stern verschmelzen lassen, eine sehr kurze Zeitspanne für ein so junges System.
Lange dachten Astronomen, dass die extreme Umgebung in der Nähe eines supermassereichen schwarzen Lochs die Bildung neuer Sterne verhindere. Mehrere junge Sterne, die in unmittelbarer Nähe von Sagittarius A* gefunden wurden, haben diese Annahme widerlegt. Die Entdeckung des jungen Doppelsterns zeigt nun, dass sich unter diesen rauen Bedingungen sogar Sternpaare bilden können.
„Das D9-System weist deutliche Anzeichen für die Anwesenheit von Gas und Staub um die Sterne herum auf. Dies deutet darauf hin, dass es sich um ein sehr junges Sternsystem handeln könnte, das sich in der Nähe des supermassereichen schwarzen Lochs gebildet haben muss“, erklärt Team-Mitglied Michal Zajaček, Forscher von der Masaryk-Universität in Tschechien und der Universität zu Köln.
Das neu entdeckte Doppelsternsystem wurde in einer dichten Ansammlung von Sternen und anderen Objekten gefunden, die Sagittarius A* umkreisen und als S-Cluster bezeichnet werden. Am rätselhaftesten in diesem Cluster sind die G-Objekte, die sich wie Sterne verhalten, aber wie Gas- und Staubwolken aussehen.
Bei der Beobachtung dieser geheimnisvollen Objekte stieß das Team auf ein überraschendes Muster in D9. Die mit dem ERIS-Instrument des VLT gewonnenen Daten in Kombination mit Archivdaten des SINFONI-Instruments zeigten wiederkehrende Schwankungen in der Geschwindigkeit des Sterns. Demnach handelt es sich bei D9 offenbar um zwei Sterne, die einander umkreisen. „Ich dachte, dass ich bei meiner Auswertung einen Fehler gemacht hatte“, sagt Peißker, „aber das spektroskopische Muster erstreckte sich über etwa 15 Jahre. Damit war klar, dass es sich bei dieser Entdeckung tatsächlich um den ersten im S-Cluster beobachteten Doppelstern handelt.“
Die Ergebnisse werfen ein neues Licht auf die Frage, was die mysteriösen G-Objekte sein könnten. Das Team vermutet, dass es sich dabei um eine Kombination aus Doppelsternen, die noch nicht verschmolzen sind, und dem Restmaterial bereits verschmolzener Sterne handeln könnte.
Die genaue Natur vieler der Objekte, die Sagittarius A* umkreisen, sowie die Frage, wie sie sich so nahe am supermassereichen schwarzen Loch gebildet haben könnten, bleiben ein Rätsel. Doch schon bald könnte die Aufrüstung von GRAVITY+ zum VLT-Interferometer und das METIS-Instrument am Extremely Large Telescope der ESO, das derzeit in Chile gebaut wird, dies ändern. Mit beiden Einrichtungen wird das Team noch detailliertere Beobachtungen des galaktischen Zentrums durchführen können, die die Natur bekannter Objekte enthüllen und zweifellos weitere Doppelsterne und junge Systeme aufdecken werden.
„Unsere Entdeckung lässt uns über die Existenz von Planeten spekulieren, da diese oft um junge Sterne herum entstehen. Es scheint plausibel, dass der Nachweis von Planeten im galaktischen Zentrum nur eine Frage der Zeit ist“, so Peißker abschließend.
MPIA / RK
