Ein Festmahl für das Schwarze Loch im Zentrum der Galaxis

Mit dem Very Large Telescope der ESO haben Astronomen eine Gaswolke, die einige Male soviel Masse enthält wie die Erde und in Richtung auf das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße hin beschleunigt wird. Es ist das erste Mal, dass Astronomen eine solche Wolke, deren Schicksal durch das Schwarze Loch bereits besiegelt ist, beobachten. Die Entdeckung wird in der Fachzeitschrift Nature in der Ausgabe vom 5. Januar 2012 präsentiert.

Im Rahmen eines 20-jährigen Programms zur Untersuchung der Bewegung von Sternen in der Umgebung des supermassereichen Schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxis mit Teleskopen der ESO (eso0846) [1] hat ein Astronomenteam unter der Leitung von Reinhard Genzel vom Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik (MPE) in Garching bei München ein einzigartiges neues Objekt entdeckt, das sich schnell auf das Schwarze Loch zu bewegt.

In den vergangenen sieben Jahren hat sich die Geschwindigkeit des Objekts nahezu verdoppelt. Derzeit liegt sie bei 8 Millionen Kilometern pro Stunde. Die Umlaufbahn des Objekts um das Schwarze Loch ist sehr langgestreckt [2]. Mitte 2013 wird es den Ereignishorizont des Schwarzen Lochs in einem Abstand von nur 40 Milliarden Kilometern passieren (das entspricht etwa 36 Lichtstunden [3]). An kosmischen Größenskalen gemessen ist das eine extrem enge Begegnung mit einem Schwarzen Loch.

Das Objekt ist mit rund 280°C viel kühler als die Sterne in der Umgebung und besteht zum überwiegenden Teil aus Wasserstoff und Helium. Es handelt sich um eine staubhaltige ionisierte Gaswolke mit einer Masse die in etwa der dreifachen Erdmasse entspricht. Die starke Ultraviolettstrahlung der heißen Sterne im dichtbevölkerten Zentrum der Milchstraße bringt die Wolke zum Glühen.

Die Wolke ist bereits viel dichter als das heiße Gas, welches das Schwarze Loch umgibt. Sobald die Wolke näher an das gefräßige Ungetüm herankommt, wird sie unter dem herrschenden Druck weiter komprimiert. Gleichzeitig beschleunigt die enorme Anziehungskraft des Schwarzen Lochs, das eine Masse von vier Millionen Sonnenmassen aufweist, die Wolke weiter und dehnt sie entlang ihrer Umlaufbahn.

“Ein Astronaut, der sich in der Nähe eines Schwarzen Lochs befindet, würde ganz ähnlich 'spaghettifiziert' werden, denn wenn sich seine Füße näher am Schwarzen Loch befinden als sein Kopf, werden sie auch viel stärker angezogen. Bei dieser Wolke können wir genau verfolgen, wie dieser Prozess tatsächlich abläuft. Sie wird die Begegnung mit dem Schwarzen Loch nicht überstehen”, erläutert Stefan Gillessen vom MPE, der Erstautor des Fachartikels, in dem die Entdeckung der Wolke beschrieben wird.

Im Zeitraum von 2008 bis 2011 konnten die Astronomen bereits deutliche Anzeichen für die Zerstörung der Wolke feststellen. Die Ränder der Wolke sind schon dabei, auseinanderzureißen. Man kann davon ausgehen, dass sie sich innerhalb der nächsten Jahre komplett auflösen wird [4].

Die Wolkenmaterie wird sich voraussichtlich stark aufheizen und Röntgenstrahlung abgeben, wenn sie sich im Jahre 2013 dem Schwarzen Loch annähert. Zur Zeit befindet sich in der unmittelbaren Umgebung des Schwarzen Lochs nur sehr wenig Material, so dass die Wolke in den nächsten Jahren zur Hauptmahlzeit des Schwarzen Loches werden wird.

Eine mögliche Erklärung für die Herkunft der Gaswolke ist, dass es sich um Materie handelt, die von den jungen, massereichen Sternen in der Umgebung stammt. Diese Sterne verlieren viel Masse in Form von starken Teilchenwinden. Die Wolke könnte sich bei der Kollision der Winde zweier bestimmter Sterne gebildet haben, die ein Doppelsystem bilden und ebenfalls das Schwarze Loch umlaufen.

“Die nächsten beiden Jahre werden sehr spannend werden. Wir werden viel darüber lernen, wie sich Materie in der unmittelbaren Umgebung eines Schwarzen Lochs verhält”, schließt Reinhard Genzel.

Quelle: Informationsdienst Wissenschaft e.V.

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