1. Startseite
  2. Wissen

Blitzschneller Stern umkreist schwarzes Loch gefährlich nah

Erstellt:

Von: Tanja Banner

Kommentare

Ein schwarzes Loch ist so massereich, dass es alles in seiner Umgebung anzieht. (Symbolbild)
Ein schwarzes Loch ist so massereich, dass es alles in seiner Umgebung anzieht. (Symbolbild) © Science Photo Library/Imago

Forschende entdecken einen Stern, der dem schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße gefährlich nahekommt. Die Forschenden stehen vor einem Rätsel.

Köln – Erst kürzlich haben Forschende das erste Bild des supermassereichen schwarzen Lochs im Zentrum unserer Milchstraße veröffentlicht. Eine Sensation, denn eigentlich sind schwarze Löcher unsichtbar: Sie schlucken alles, was ihnen zu nahe kommt, nichts dringt mehr aus ihnen heraus – auch Licht nicht. Doch es gibt trotzdem Möglichkeiten, schwarze Löcher zu erforschen: indem man sich auf ihr direktes Umfeld konzentriert. Im Fall des schwarzen Lochs Sagittarius A*, das sich im Zentrum der Milchstraße befindet, beobachten Forschende seit vielen Jahren einen dicht gepackten Sternenhaufen ganz in der Nähe. Nun haben Forschende darin einen Stern entdeckt, der gleich mehrere Rekorde aufstellen dürfte.

Mehr als hundert Sterne befinden sich in dem Sternenhaufen, ihre Helligkeiten und Massen unterscheiden sich. S-Sterne bewegen sich besonders schnell fort. Beobachtet man sie, kann man auch die Auswirkungen der Gravitation des schwarzen Lochs erkennen. Mithilfe dieser Methode gelang es gleich zwei Forschungsteams in den 1990er-Jahren, das schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße zu entdecken. Der deutsche Forscher Reinhard Genzel und die US-Forscherin Andrea Ghez erhielten dafür 2020 den Physik-Nobelpreis.

Stern umkreist schwarzes Loch im Zentrum der Milchstraße mit Rekordgeschwindigkeit

Doch die Sterne rund um das schwarze Loch sind weiter von Bedeutung: Vor einigen Jahren legten Genzel und sein Team nach und bestätigten eine Theorie von Albert Einstein mithilfe der Sterne rund um das schwarze Loch. Im Visier hatten die Forschenden damals den Stern S2, der das schwarze Loch etwa alle 15 Jahre einmal umrundet. Doch für eine aktuelle Forschungsarbeit war S2 offenbar eher störend: „S2 verhält sich wie eine große Person, die sich im Kino vor einen setzt: Sie blockiert die Sicht auf das Wesentliche“, berichtet Florian Peißker, Hauptautor einer neuen Studie, die im Fachblatt The Astrophysical Journal veröffentlicht wurde.

NameS4716
TypS-Stern
OrtS-Cluster, nahe dem Zentrum der Milchstraße
Umlaufzeit um das schwarze Loch4 Jahre
Entfernung vom schwarzen Loch99 bis 706 astronomische Einheiten
Geschwindigkeit1200 bis 8000 Kilometer pro Sekunde
Gewicht4 Sonnenmassen
Oberflächentemperatur11.700° Celsius

Weil die Sterne in dem Sternenhaufen sich immer wieder verdecken oder überstrahlen, ist es schwierig, herauszufinden, welcher von ihnen dem schwarzen Loch am nächsten kommt. Als Favoriten galten der Stern S62 (Umlaufzeit von 9,9 Jahren) und der Stern S4711 (Umlaufzeit von 7,2 Jahren). Doch es wurde vermutet, dass es lichtschwächere Sterne gibt, die Sagittarius A* noch näher kommen könnten. „Der Blick in das Zentrum unserer Galaxie ist oft von S2 verdeckt. Es ergeben sich aber kurze Augenblicke, in denen wir die Umgebung des zentralen schwarzen Lochs observieren können“, stellt der Hauptautor der Studie fest. Das Forschungsteam von der Universität zu Köln und der Masaryk-Universität in Brünn (Tschechien) analysierte die Daten mehrerer Teleskope mit neuen Methoden und entdeckte so einen bisher unbekannten Himmelskörper im Sternenhaufen: den Stern S4716.

Stern umkreist schwarzes Loch mit Rekordtempo – Entdeckung „vollkommen unerwartet“

Schnell zeigte sich: Der Stern S4716 kommt dem schwarzen Loch noch deutlich näher als die bisherigen Kandidaten – er benötigt nur vier Jahre für eine Umrundung. „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“, betont Peißker. Bei seiner Umrundung des schwarzen Lochs erreicht der Stern eine Geschwindigkeit von unglaublichen 8000 Kilometern pro Sekunde. Das liegt auch am Einfluss des schwarzen Lochs, das den Stern auf rund 2,65 Prozent der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Am fernsten Punkt seiner Umlaufbahn (etwa 105 Milliarden Kilometer entfernt) rast der Stern immer noch mit 1200 Kilometern pro Sekunde durch den Weltraum.

Weltraum-Newsletter

Sie interessieren sich für schwarze Löcher, Sterne und das Weltall? Dann abonnieren Sie den kostenlosen Weltraum-Newsletter – wir informieren Sie zweimal im Monat über die neuesten Themen rund ums Weltall.

S4716 ist der erste bekannte Stern, dessen gesamte Umlaufbahn innerhalb von 1000 astronomischen Einheiten zum schwarzen Loch liegt. Doch die Entdeckung des Sterns stellt die Forschenden auch vor ein neues Rätsel: „Die kurzperiodische, kompakte Bahn von S4716 ist ziemlich rätselhaft“, erläutert der ebenfalls an der Studie beteiligte Astrophysiker Michal Zajaček: „Sterne können sich nicht so einfach in der Nähe des schwarzen Lochs bilden.“ Die Forschenden folgern daraus, dass der Stern nach innen gewandert sein muss, „zum Beispiel durch eine Reihe von Annäherungen an andere Sterne und Objekte im S-Haufen, was seine Bahn deutlich schrumpfen ließ“, so Zajaček. (tab)

Auch interessant

Kommentare