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MILCHSTRASSE
"Todesschrei" vom Rand des Schwarzen Lochs
Redaktion
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3. November 2003

Erstmals hat ein internationales Team von Astronomen infrarote Lichtblitze aus der Umgebung des Schwarzen Lochs im Zentrum unserer Milchstraße registriert. Das Licht flackert innerhalb weniger Minuten und entsteht offenbar, wenn heißes Gas in den Schwerkraftschlund gesogen wird und dann hinter dessen "Ereignishorizont" verschwindet. Die Forscher schließen daraus auf eine rasche Rotation des galaktischen Schwarzen Lochs – ganz wie es Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie voraussagt.

Galaktisches Zentrum

Galaktisches Zentrum

Signale aus dem Schwarzen Loch: Die beiden Fotos vom 9. Mai 2003 zeigen Momentaufnahmen des galaktischen Zentrums. In dem mit einem Kreis markierten Bereich vermuten die Astronomen das supermassereiche Schwarze Loch. Auf dem unteren Bild blitzt der Flare im Grenzbereich des so genannten Ereignishorizonts auf. Das Kreuz bezeichnet die Position des Sterns S 2, der das Schwarze Loch einmal in 15 Jahren umläuft. Fotos:  Europäische Südsternwarte/Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik

Am frühen Morgen des 9. Mai 2003 durchbrach ein Ausruf des Erstaunens die ruhige Atmosphäre im Kontrollraum des Very Large Telescope: "Was macht der Stern denn da!", rief Rainer Schödel, während er auf einem der Monitore starrte. Der Astronom des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik beobachtete gemeinsam mit Reinhard Genzel, Direktor des Instituts in Garching, das rund 26.000 Lichtjahre entfernte Zentrum unserer Galaxis. Ein neuer Stern war auf dem Bildschirm aufgetaucht – und wenige Minuten später spurlos verschwunden. Was konnte das bedeuten? Die Wissenschaftler zweifelten nicht: Sie hatten einen energiereichen "Flare" im nahen Infrarot entdeckt, und zwar exakt an jener Position, an der sie das supermassereiche Schwarze Loch im Herzen der Milchstraße wähnen. Schwarze Löcher zählen zu den bizarrsten Objekten im Universum. In ihnen ist die Materie so dicht gepackt, dass nicht einmal Licht den Schwerkraftfesseln zu entkommen vermag.

"Seit mehr als einem Jahrzehnt haben wir nach dieser Strahlung gesucht", sagt Team-Mitglied Andreas Eckart von der Universität zu Köln. "Uns war klar, dass das Schwarze Loch immer wieder Materie auf sich zieht. Bevor das Gas verschluckt wird und aus unserer Welt verschwindet, sollte es sich erhitzen und Infrarotstrahlung aussenden." Genau diesen "Todesschrei" haben die Astronomen nun zum ersten Mal live beobachtet. Dazu hatten sie im Frühjahr das ESO-Teleskop namens Yepun mit der Infrarotkamera NACOS auf das galaktische Zentrum gerichtet und nach kurzer Zeit einen Treffer gelandet.

Eine gründliche Auswertung ergab, dass die Infrarotstrahlung aus einem wenige Lichtstunden kleinen Bereich stammt; am irdischen Himmel bildet er sich unter dem Winkel von nur einigen tausendstel Bogensekunden ab (und erscheint damit ähnlich winzig wie ein Mensch auf der Mondoberfläche). Dass sich das Signal innerhalb weniger Minuten ändert, beweist den Forschern zufolge seine Herkunft aus der Grenzregion des so genannten Ereignishorizonts, hinter dem es selbst für Licht kein Entrinnen gibt. In dieser Region vermuten die Astronomen "chaotische Verhältnisse" – ähnlich, wie sie in Gewittern oder Strahlungsausbrüchen auf der Sonne herrschen.

"Unsere Daten erlauben es, Voraussagen der Allgemeinen Relativitätstheorie zu überprüfen", sagt Daniel Rouan vom Observatorium Paris-Meudon. Das spektakulärste Ergebnis sei eine 17-Minuten-Periode in der Lichtkurve von zwei der beobachteten Flares. Rührt dieser Zyklus von dem Gas her, das um das Schwarze Loch wirbelt? "Wenn ja, dann bleibt eigentlich nur ein Schluss: Das Schwarze Loch selbst rotiert", sagt Rouan.

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Für Reinhard Genzel bedeutet die Entdeckung einen weiteren Durchbruch in der Erforschung Schwarzer Löcher – nachdem es seinem Team bereits vor einem Jahr gelungen war, das "Schwerkraftmonster" im Herzen der Galaxis anhand der raschen Bewegung eines Sterns mit großer Sicherheit nachzuweisen und seine Masse auf rund drei Millionen Sonnenmassen abzuschätzen (astronews.com berichtete) "Aus der Theorie wissen wir, dass ein Schwarzes Loch durch drei Größen charakterisiert ist: Masse, Spin und elektrische Ladung. Falls die beobachtete Periode tatsächlich die Umlaufzeit des Gases um das Schwarze Loch widerspiegelt, hätten wir also zum ersten Mal den Spin eines solchen Objekts direkt gemessen." Das Schwarze Loch würde sich mit etwa der Hälfe der von der Allgemeinen Relativitätstheorie zugelassenen Höchstgeschwindigkeit drehen. Und Genzel ergänzt: "Jetzt beginnt die Ära, in der wir die Physik von Schwarzen Löchern durch die Beobachtung überprüfen und aufdecken können."

siehe auch
VLT: Rasender Stern um das zentrale Schwarze Loch - 21. Oktober 2002
Links im WWW
ESO
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