Stern umrundet Schwarzes Loch in Rekordzeit
Forschende der Universität Köln und der Masaryk-Universität in der tschechischen Stadt Brno haben kürzlich einen Stern entdeckt, der Rekorde bricht. Kein anderer Stern umrundet schneller ein Schwarzes Loch als S4716. In nur 4 Jahren umkreist er Sagittarius A*, das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße. Der Himmeskörper erreicht dabei eine Geschwindigkeit von 8.000 Kilometern pro Sekunde, das sind etwa 2,65 Prozent der Lichtgeschwindigkeit.
Sterne zu beobachten, die in der Nähe von Sagittarius A* liegen, ist nicht leicht. Denn in der Nähe des Schwarzen Lochs im Zentrum unserer Galaxie befindet sich ein dichter Sternenhafen, genannt „S- Cluster“, in dem die meisten Himmelskörper sich meist mit besonders hohen Geschwindigkeiten fortbewegen.
Beobachtung seit 20 Jahren
„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“, sagt Florian Peißker, Hauptautor der neuen Studie. „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.“
Rund 20 Jahre haben die Forschenden rund um Peißker diese Augenblicke mit Teleskopen untersucht. Durch diverse Filter und computergestützte Auswertungen der Sternenpositionen gelang es ihnen, inmitten des Sterne-Chaos im S-Cluster ein bisher unbekanntes Objekt, S4716, zu identifizieren.
Sagittarius A* befindet sich im Zentrum der Milchstraße und ist umgeben von einer Vielzahl von Sternen.
© X-ray: NASA/UMass/D.Wang et al., IR: NASA/STScI
Besonders nahe an Schwarzem Loch
S4716 kommt dem Schwarzen Loch noch näher als bisher aufgezeichnete Mitglieder des Clusters, und zwar bis auf 100 astronomische Einheiten. Das sei für astronomische Verhältnisse eine sehr geringe Distanz, so die Astronom*innen.
Diese Nähe zu Sagittarius A* ist auch verantwortlich für die hohe Geschwindigkeit des rekordverdächtigen Sterns. „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“, erklärt leitender Forscher Peißker.
Aufschlüsse über Ursprung rasender Sterne
Die außergewöhnliche Nähe zum Schwarzen Loch sowie die enge Umlaufbahn des Sterns, stellen die Astronom*innen aber vor ein Rätsel: „Die kurzperiodische, kompakte Bahn von S4716 ist ziemlich mysteriös“, sagt Michal Zajaček, Astrophysiker an der Masaryk-Universität. „Sterne können sich nicht so einfach in der Nähe des Schwarzen Lochs bilden“. Denn die extreme Anziehungskraft von Sagittarius A* erschwert die Sternenbildung.
„S4716 musste nach innen wandern, zum Beispiel durch eine Reihe von Annäherungen an andere Sterne und Objekte im S-Haufen“, erklärt sich Zajaček das Phänomen. Auf diese Weise könne die Bahn von S4716 so erheblich geschrumpft sein.