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MILCHSTRASSE
Mit Hochgeschwindigkeit um das Schwarze Loch
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Köln
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7. Juli 2022

Seit einigen Jahren gelingen mit immer besseren Teleskopen eindrucksvolle Beobachtungen der Zentralregion der Milchstraße. Rund um das dortige supermassereiche Schwarze Loch kreisen zahlreiche Sterne mit so hoher Geschwindigkeit, dass sich ihre Bewegung verfolgen lässt. Nun wurde ein besonders schnelles Exemplar aufgespürt.

S4716

Beobachtung des Sterns S4716 (hellgrüner Kreis) und anderer Sterne auf ihren Bahnen um das zentrale Schwarze Loch der Milchstraße mit dem Instrument OSIRIS am Keck-I-Teleskop auf Hawaii.
Bild: Peißker, F. et al. (2022), ApJ, 933, 49 (CC BY 4.0) [Großansicht]

Forscherinnen und Forscher der Universität zu Köln und der Masaryk-Universität in Brünn in Tschechien haben den bislang schnellsten Stern entdeckt, der sich in kürzester Zeit um ein Schwarzes Loch herum bewegt. Der Stern mit dem Namen S4716 umkreist in vier Jahren Sagittarius A*, das Schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße und erreicht dabei eine Geschwindigkeit von rund 8000 Kilometern pro Sekunde. S4716 kommt dabei dem Schwarzen Loch bis auf 100 Astronomische Einheiten nahe – für astronomische Verhältnisse eine geringe Distanz, entspricht sie doch gerade einmal der 100-fachen Entfernung der Erde von der Sonne.

In der Umgebung des zentralen Schwarzen Lochs im Zentrum unserer Galaxie befindet sich ein dicht gepackter Sternenhaufen. Dieser Haufen, "S cluster" genannt, beherbergt weit über hundert Sterne, die sich in ihrer Helligkeit und ihrer Masse unterscheiden. Die S-Sterne bewegen sich besonders schnell fort: "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", so Dr. Florian Peißker von der Universität Köln. "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."

Durch die konsequente Weiterentwicklung von Analysemethoden zusammen mit Beobachtungen, die fast zwanzig Jahre abdecken, ist es nun gelungen, zweifelsfrei einen Stern zu finden, der sich in nur vier Jahren um das zentrale supermassereiche Schwarze Loch bewegt. Insgesamt haben fünf Teleskope den Stern beobachtet, wobei vier dieser fünf zu einem großen Teleskop zusammengeschaltet wurden, um noch genauere und detailliertere Beobachtungen zu ermöglichen.

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"Dass sich ein Stern auf einem stabilen Orbit so nah und schnell im Umfeld eines supermassereichen Schwarzen Lochs befindet, ist vollkommen unerwartet und markiert die Grenze, die mit traditionellen Teleskopen beobachtet werden kann", so Peißker. Darüber hinaus wirft die Entdeckung ein neues Licht auf den Ursprung und die Entwicklung der Umlaufbahn von sich schnell bewegenden Sternen im Herzen der Milchstraße.

"Die kurzperiodische, kompakte Bahn von S4716 ist ziemlich rätselhaft", fügt Michal Zajaček von der Masaryk-Universität in Brünn hinzu, der an der Studie beteiligt war. "Sterne können sich nicht so einfach in der Nähe des Schwarzen Lochs bilden. S4716 musste nach innen wandern, zum Beispiel durch eine Reihe von Annäherungen an andere Sterne und Objekte im S-Haufen, was seine Bahn deutlich schrumpfen ließ."

 Über ihre Entdeckung berichtet das Team in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift The Astrophysical Journal erschienen ist.

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siehe auch
VLT: Schnellster Stern ums Schwarze Loch - 17. August 2020
Zentrales Schwarzes Loch: Die Schwarzschild-Präzession von Stern S2 - 16. April 2020
VLT: Stern S2 folgt Einsteins Theorie - 26. Juli 2018
Milchstraße: 16 Jahre das Schwarze Loch im Blick - 10. Dezember 2008
Milchstraße: Nachweis des Schwarzen Lochs ausgezeichnet - 13. Juni 2008
Milchstraße: "Todesschrei" vom Rand des Schwarzen Lochs - 3. November 2003
VLT: Rasender Stern um das zentrale Schwarze Loch - 21. Oktober 2002
Links im WWW
Florian Peißker et al. (2022): Observation of S4716—a Star with a 4 yr Orbit around Sgr A*, ApJ, 933, 49
Universität Köln
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