28.06.2024

Junge Sterne flitzen rasant um schwarzes Loch

Babysterne ordnen sich in einem bestimmten Muster um Sagittarius A* an.

Astronomische Beobachtungen zeigen, dass sich neu entdeckte Babysterne in der Umgebung von Sagittarius A*, dem schwarzen Loch im Zentrum unserer Galaxie, anders verhalten als erwartet: Sie beschreiben ähnliche Bahnen wie bereits bekannte Hochgeschwindig­keitssterne und ordnen sich in einem bestimmten Muster um das schwarze Loch an. Die Studien­ergebnisse deuten darauf hin, dass Sgr A* die Sterne zu bestimmten Anordnungen veranlasst. An der Studie beteiligt waren Forschende der Universität zu Köln, der Masaryk-Universität in Brünn, der Karls-Universität in Prag, der Akademie der Wissen­schaften der Tschechischen Republik und des Max-Plack-Instituts für Radio­astronomie in Bonn.

Abb.: Aufnahme der Region um Sagittarius A*, basierend auf Daten des Imaging...
Abb.: Aufnahme der Region um Sagittarius A*, basierend auf Daten des Imaging X-ray Polarimetry Explorer und des Chandra X-ray Observatory.
Quelle: L.Frattare, J.Major & K.Arcand / IXPE: NASA / MSFC / F. Marin et al; Chandra: NASA / CXC / SAO

Vor rund dreißig Jahren wurden in der direkten Umgebung des supermassiven schwarzen Lochs Sgr A* im Zentrum der Milchstraße Hochgeschwindig­keitssterne entdeckt. Diese Sterne, auch S-Sterne genannt, umrunden das schwarze Loch mit Geschwin­digkeiten von mehreren 1000 Kilometern pro Sekunde in wenigen Jahren. Die Sterne sind überraschend jung und ihre Anwesenheit rätselhaft, denn nach gängigen Theorien würde man nur alte und leucht­schwache Sterne in der unmittelbaren Umgebung eines schwarzen Lochs erwarten.

Die techno­logischen Fortschritte der letzten Jahrzehnte und die lange Beobachtungs­zeit des galaktischen Zentrums durch moderne Teleskope werfen aktuell noch weitere Fragen auf. So wurde zum Bespiel im Jahr 2012 ein Objekt entdeckt, bei dem Wissenschaftler von einer Gaswolke ausgingen, die vom schwarzen Loch aufgesaugt wird. Zwar hat sich die These nicht bestätigt, es war aber lange Zeit nicht klar, um was es sich genau bei diesem Objekt handeln könnte. Erst in den letzten Jahren verdichten sich die Anzeichen, dass es ein sehr junger Babystern sein könnte, umgeben von einer staubigen Wolke.

Inklusive dieses Babysterns untersuchten die Wissen­schaftler für die aktuelle Studie ein Dutzend Objekte in der direkten Umgebung des supermassiven schwarzen Lochs, die alle sehr ähnliche Eigenschaften aufweisen. Sie fanden heraus, dass die Objekte nochmals deutlich jünger sind als die bereits bekannten Hochgeschwindig­keitssterne. „Interessanter­weise verhalten sich diese jungen Babysterne aber so wie die S-Sterne“, so Dr. Florian Peißker vom Institut für Astrophysik der Universität zu Köln. „Bereits die S-Sterne sind überraschend jung. Nach gängigen Theorien ist die Anwesenheit eines stellaren Kinder­gartens mit den noch jüngeren Babysternen völlig unerwartet,“ fügt Peißker hinzu.

Es zeigte sich weiterhin, dass dieser Sternenhaufen, bestehend aus den Babysternen und den S-Sternen, auf den ersten Blick wie ein chaotischer Bienenschwarm aussieht. Wie ein Schwarm weist aber auch der Sternenhaufen Muster und Regelmäßigkeiten auf. So konnten die Forschenden zeigen, dass sich die Babysterne wie die S-Sterne auf bestimmte und geordnete Weise im drei­dimensionalen Raum anordnen. „Das bedeutet, es gibt gewisse präferierte Orientierungen der Sterne. Die Verteilung beider Sternvarianten gleicht dabei einer Scheibe, was den Eindruck nahelegt, dass das schwarze Loch Sterne dazu zwingt, sich in geordneten Bahnen anzusiedeln“, so Peißker.

U. Köln / JOL

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