07.07.2022

Stern rast um schwarzes Loch

Neu entdeckter Stern benötigt nur vier Jahre, um das schwarze Loch unserer Galaxie zu umkreisen.

Forschende der Universität zu Köln und der Masaryk-Universität im tschechischen Brünn haben den bislang schnellsten Stern entdeckt, der sich in kürzester Zeit um ein schwarzes Loch herum bewegt. Der Stern mit dem Namen S4716 umkreist in vier Jahren Sagittarius A*, das schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße und erreicht dabei eine Geschwin­digkeit von rund 8000 Kilometern pro Sekunde. S4716 kommt dem schwarzen Loch bis auf einhundert astro­nomische Einheiten nahe – für astro­nomische Verhält­nisse eine geringe Distanz.

Abb.: Beobachtung von S4716 im Jahr 2020 mit dem Osiris-System. (Bild: U. Köln)
Abb.: Beobachtung von S4716 im Jahr 2020 mit dem Osiris-System. (Bild: U. Köln)

In der Umgebung des zentralen schwarzen Lochs im Zentrum unserer Galaxie befindet sich ein dicht gepackter Sternenhaufen. Dieser Haufen, S cluster genannt, beherbergt weit über hundert Sterne, die sich in ihrer Hellig­keit und ihrer Masse unterscheiden. S-Sterne bewegen sich besonders schnell fort. „Ein promi­nenter Vertreter, S2, verhält sich dabei wie eine große Person, die sich im Kino vor einen setzt: Sie blockiert die Sicht auf das Wesentliche“, so Florian Peißker. „Der Blick in das Zentrum unserer Galaxie ist daher oft von S2 verdeckt. Es ergeben sich aber kurze Augenblicke, in denen wir die Umgebung des zentralen schwarzen Lochs observieren können.“

Durch die konsequente Weiter­entwicklung von Analyse­methoden zusammen mit Observationen, die fast zwanzig Jahre abdecken, ist es nun gelungen, zweifelsfrei einen Stern zu finden, der sich in nur vier Jahren um das zentrale supermassive schwarze Loch bewegt. Insgesamt haben fünf Teleskope den Stern beobachtet, wobei vier dieser fünf zu einem großen Teleskop zusammen­geschaltet wurden, um noch genauere und detaillier­tere Beobachtungen zu ermöglichen. „Dass sich ein Stern auf einem stabilen Orbit so nah und schnell im Umfeld eines supermassiven schwarzen Lochs befindet, ist vollkommen unerwartet und markiert die Grenze, die mit tradi­tionellen Teleskopen beobachtet werden kann“, so Peißker.

Darüber hinaus wirft die Entdeckung ein neues Licht auf den Ursprung und die Entwicklung der Umlaufbahn von sich schnell bewegenden Sternen im Herzen der Milchstraße. „Die kurz­periodische, kompakte Bahn von S4716 ist ziemlich rätselhaft“, fügt Michal Zajaček, Astrophysiker an der Masaryk-Uni­versität in Brünn, hinzu. „Sterne können sich nicht so einfach in der Nähe des schwarzen Lochs bilden. S4716 musste nach innen wandern, zum Beispiel durch eine Reihe von Annähe­rungen an andere Sterne und Objekte im S-Haufen, was seine Bahn deutlich schrumpfen ließ“, so Zajaček.

U. Köln / JOL

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