Forscher haben das Ausbleiben eines für 2014 erwarteten Feuerwerks um das zentrale Schwarze Loch unserer Milchstraße aufgeklärt: Das Aufflackern von Materie blieb aus, da sich dem Gravitationsgiganten Sagittarius A* keine Gas- und Staubwolke näherte, wie gedacht. Neue Daten verdeutlichen hingegen, dass es sich stattdessen um einen Cluster aus drei sehr jungen Sternen gehandelt hat. Diese Befunde werfen wiederum neue Fragen zur Bildungsgeschichte von Sternen im Umfeld von Schwarzen Löchern auf, sagen die Astronomen.
Was sitzt in der Mitte unserer Heimatgalaxie und welche Prozesse laufen dort ab? Das geheimnisvolle Zentrum der Milchstraße steht schon lange im Visier der Astronomie. Seine Erforschung stellt allerdings eine spezielle Herausforderung dar, da wir aus einer Art Froschperspektive und durch verdeckende Materie ins Zentrum blicken. Anhand von Röntgen- sowie Infrarotstrahlung sind allerdings Beobachtungen möglich, aus denen Astronomen Hinweise auf Objekte und Entwicklungen hinter dem kosmischen Schleier gewinnen können. So geht man mittlerweile davon aus, dass im Herzen der Milchstraße ein Schwarzes Loch mit über vier Millionen Sonnenmassen sitzt. Dieser Schwerkraftgigant wird als Sagittarius A* bezeichnet.
Das galaktische Herz im Visier
In Infrarotdaten des Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte in Chile entdeckten Astronomen im Jahr 2011 die Spur eines spannenden Objekts im Bereich des galaktischen Zentrums: Die Ergebnisse einer Multi-Wellenlängenanalyse legten nahe, dass es sich bei dem Gebilde mit der Bezeichnung G2 um eine Gas- und Staubwolke handelte. Das Besondere war dabei: Der Kurs versprach Aussichten auf ein spektakuläres Ereignis. Für das Jahr 2014 wurde erwartet, dass G2 durch die starke Annäherung an das Schwarze Loch zerrissen werden würde. Die Astronomen nahmen an, dass dabei physikalische Prozesse in der Masse aus Gas und Staub zu einem Feuerwerk aus Strahlungsimpulsen führen würden.
Doch das kosmische Spektakel blieb aus: G2 zeigte bei der Passage von Sagittarius A* keinen flackernden Auflösungsprozess, wie er für eine Gaswolke zu erwarten gewesen wäre. Das seltsame Gebilde bereitete Astronomen dadurch Kopfzerbrechen und es entstand eine Kontroverse um die Identität von G2. Nun scheint die Studie des internationalen Astronomenteams um Florian Peißker vom Physikalischen Institut der Universität zu Köln die Diskussionen beenden zu können. Die Forscher haben erneut alle verfügbaren Informationen ausgewertet und vor allem für genauere Beobachtungen gesorgt: Sie werteten weitere Daten des Very Large Telescope zu G2 aus, die einen detaillierteren Eindruck des Gebildes ergeben.
Stellare Babys im Bann eines Gravitationsmonsters
„Wir hatten die Möglichkeit, das Zentrum unserer Galaxie mit dem Very Large Telescope mehrere Male zu observieren. Zusammen mit den Daten aus dem Südsternwarten-Archiv konnten wir nun einen Zeitraum von 2005 bis 2019 abdecken“, erklärt Peißker. Wie er und seine Kollegen erklären, bestätigen die Auswertungen bisherige Hinweise darauf, dass G2 gar keine lockere Gas- und Staubwolke war: Aus den neuen Beobachtungen geht hervor, dass es sich bei G2 um drei einzelne, von Staub umhüllte Sterne handelt. Die Detailgenauigkeit ergab sich dabei daraus, dass jedes Pixel der Aufnahmen ein dazugehöriges Spektrum ergab, welches einen ganz bestimmten und sehr detaillierten Wellenbereich abdeckt, erklären die Astronomen.
So zeichneten sich schließlich die drei Gebilde ab, die erklären, warum die vermeintliche Gaswolke bei der Passage am Schwarzen Loch nicht zerstört wurde. Ein besonders interessanter Aspekt ist zudem: Den Forschern zufolge handelt es sich um ausgesprochen junge Sterne. Sie schätzen ihr Alter auf weniger als eine Million Jahre – astronomisch betrachtet handelt es sich damit um stellare Babys. Zum Vergleich: Unsere Sonne ist knapp fünf Milliarden Jahre alt. „Dass es sich bei G2 um drei sich entwickelnde junge Sterne handelt, ist sensationell. Noch nie wurden Sterne um Sagittarius A* observiert, die jünger waren als diese“, so Peißker.
Aus den Ergebnissen ergeben sich nun weitere spannende Fragen. Im Zentrum stehen dabei die möglicherweise besonderen Bildungsprozesse der Sterne im Dunstkreis von Sagittarius A*. Denn die strahlungsintensive Umgebung eines supermassiven Schwarzen Lochs erscheint wenig günstig für Bildungsprozesse von jungen Sternen. „Die neuen Ergebnisse liefern einzigartige Einblicke in die Wirkungsweise von Schwarzen Löchern. Wir können daher die Umgebung von Sagittarius A* als Blaupause benutzen, um mehr über die Entwicklung und Abläufe von anderen Galaxien in ganz anderen Ecken unseres Universums zu lernen“, sagt Peißker.
Quelle: Universität zu Köln, Fachartikel: The Astrophysical Journal, doi:10.3847/1538-4357/ac23df
An der Grenze des Periodensystems
