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Milchstraßensystem

Mysterium um Objekt im Zentrum unserer Galaxis gelöst

Infrarotbeobachtungen der Quelle G2 während ihres Vorbeigangs am extrem massereichen Schwarzen Loch im Zentrum des Milchstraßensystems belegten, dass es sich hierbei nicht um eine reine Gaswolke, sondern um einen vom Staub umhüllten Stern handelt. Das Objekt überstand die Passage in einem Abstand von rund 215 Astronomischen Einheiten zum Schwarzen Loch ohne dabei auseinandergerissen zu werden.
Das Zentrum der Milchstraße

Im Frühjahr 2014 erreichte die Quelle G2 auf ihrer Umlaufbahn um das galaktische Zentrum die kleinste Entfernung zum extrem massereichen Schwarzen Loch, das sich im Sternbild Schütze befindet. Gespannt blickten die Astronomen um Gunther Witzel von der University of California mit dem Teleskop des Keck-Observatoriums in Hawaii auf dieses Ereignis. Frühere Beobachtungen von G2 legten nahe, dass es sich bei der Quelle um eine heiße Gaswolke mit einer Masse von rund drei Erdmassen handeln könnte. Das Gas zeigte Anzeichen von gravitativen Wechselwirkungen mit dem Schwarzen Loch. Daher erwarteten die Wissenschaftler, dass die Gaswolke während ihrer Passage in einem Abstand, der nur rund 3000 Mal größer als der Ereignishorizont des Schwarzen Lochs ist, in Folge von Gezeitenkräften auseinandergerissen werden würde. Die Beobachtungen zeigten nun jedoch, dass G2 seine Annäherung unbeschadet überstanden hat.

G2 im Zentrum des Milchstraßensystems
G2 übersteht Passage am Schwarzen Loch | Die Aufnahme im nahen Infrarot am Keck-Observatorium in Hawaii belegten, dass G2 seine Begegnung mit dem Schwarzen Loch unbeschadet überstand. Der grüne Punkt kennzeichnet die Position des Schwarzen Lochs.

Die neuen Daten ermöglichten es, die Umlaufbahn des Objekts genauer zu bestimmen: Es befindet sich auf einem elliptischen Orbit mit einer Umlaufdauer von weniger als 500 Jahren und einer kleinsten Entfernung zum Massenzentrum von rund 215 Astronomischen Einheiten. Innerhalb des letzten Jahrzehnts war die Leuchtkraft von G2 im infraroten Licht konstant. Daneben wies eine spezielle Wasserstoff-Emissionslinie im Spektrum auf Wechselwirkungen des Objekts mit dem Schwarzen Loch hin. Die Forscher schließen, dass es sich bei der Quelle um warmes Gas handelt, das einen Stern umgibt und verdeckt, so dass dieser nicht direkt beobachtet werden kann. Die Hülle wird durch den Stern aufgeheizt; ihre Ausdehnung beträgt rund 2,6 Astronomischen Einheiten, ihre Temperatur rund 290 Grad Celsius. Der Stern hat rund zwei Sonnenmassen.

Die Astronomen vermuten, dass er aus der Verschmelzung eines Doppelsternsystems hervorgegangen sein könnte. Bei diesem Vorgang bläht sich der neue Stern zunächst auf, bevor er sich innerhalb von einigen Millionen Jahren beruhigt und zum Gleichgewichtszustand zurückkehrt. In dieser Phase könnte sich G2 augenblicklich befinden. Theoretische Überlegungen sprechen dafür, dass Doppelsternsysteme in der nahen Umgebung um extrem massereiche Schwarze Löcher gestört werden und daher für Verschmelzungen anfällig sein könnten. Ein beträchtlicher Anteil von massereichen Sternen um das galaktische Zentrum könnte auf diese Weise entstanden sein.

45. KW 2014

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 45. KW 2014

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  • Quellen
Witzel, G. et al., The Astrophysical Journal Letters 796:L8, 2014

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