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Kosmologie: Blick zum Schwarzen Loch unserer Milchstraße

Erstmals ist es Astronomen gelungen, bis zum Ereignishorizont unseres zentralen Schwarzen Lochs zu blicken und das Magnetfeld dort zu vermessen.
Künstlerische Darstellung der Magnetfelder um ein Schwarzes LochLaden...

Im Zentrum unsere Milchstraße in 25 000 Lichtjahren Entfernung sitzt Sagittarius A* – ein Schwarzes Loch, das vier Millionen Mal mehr wiegt als unsere Sonne. Und wie es in seiner Natur liegt, lässt es sich nicht direkt abbilden. Einem Forscherteam um Michael Johnson vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics gelang allerdings mit Hilfe eines weltweiten Netzes von Radioteleskopen ein Blick bis an den Rand des Ereignishorizontes, um dessen komplexe Magnetfeldstruktur zu erforschen. Der Ereignishorizont bezeichnet die Grenze eines Schwarzen Lochs, durch die nichts mehr nach außen gelangt – Licht kann dem Gravitationsfeld beispielsweise nicht mehr entkommen. "Die Existenz solcher Magnetfelder wurde seit Langem vorhergesagt, aber keiner hat sie bis jetzt nachweisen können", erzählt der an der Studie beteiligte Astronom Shep Doeleman vom Center for Astrophysics.

Sagittarius A* ist demnach umgeben von einer Akkretionsscheibe aus Materie, die um das zentrale Schwarze Loch rotiert. Die Magnetfelder in einigen Bereichen nahe der Zentralquelle zeigen dabei teilweise eine sehr chaotische Struktur, welche die Forscher mit ihren verwirbelten Schleifen und Windungen an miteinander verflochtene Spagetti erinnerte. Im Gegensatz dazu zeigen andere Bereiche eine eher regelmäßige Anordnung. Das gelte womöglich gerade für jene Bereiche, in denen Materiejets erzeugt werden, die das Umfeld der Schwarzen Löcher sogar wieder verlassen können. Hier verlaufe die Polarisierung einheitlich in ostwestlicher Richtung, so die Astronomen. "Unsere Messungen zeigen, dass das Zentrum unserer Milchstraße ein viel dynamischerer Ort ist, als wir uns das bis jetzt vorstellen konnten", sagt Michael Johnson. "Die Magnetfelder tanzen förmlich über den gesamten Bereich." Warum manche Abschnitte des Magnetfelds so chaotisch, andere hingegen strukturiert sind, können er und seine Kollegen bislang noch nicht erklären. Immerhin stimmen die Beobachtungen mit theoretisch berechneten Prognosen überein.

Seit Langem versuchen Astrophysiker mehr über diese Magnetfelder herauszufinden. Denn schließlich sind Schwarze Löcher nicht nur hungrige Gravitationsmonster, sondern auch eine Art kosmischer Kraftwerke: Sie wandeln die Energie der einfallenden Materie in intensive Strahlung um, die das Gesamtlicht aller umgebenden Sterne bei Weitem übertrifft. Die Rotation eines solchen Schwarzen Lochs erzeugt gigantische Jets, die Tausende von Lichtjahren nach außen reichen und dabei die Galaxien komplett umformen können. Laut Theorie werden diese zentralen kosmischen Kraftzentren durch Magnetfelder angetrieben. Sie zu verstehen ist also zentral für die Erforschung der Schwarzen Löcher.

49/2015

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 49/2015

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