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Astrophysik
Das Schwarze Loch im Milchstraßenzentrum

Susanne Friedrich

Abb.1: Je näher die Gaswolke dem Schwarzen Loch kommt, umso mehr wird sie durch die Gezeitenkräfte zerrissen. Die Simulation zeigt, welche enorme Größe die Gaswolke nach der größten Annäherung angenommen hat.
ESO, MPE, Marc Schartmann

Susanne Friedrich, Pörnbach

Unsere Milchstraße ist eine Spiralgalaxie mit schätzungsweise einigen hundert Milliarden Sternen. Sie besitzt einen Durchmesser von etwa 100.000 Lichtjahren und ähnelt in ihrer Gestalt einem Diskus. In der Mitte des Diskus liegt das galaktische Zentrum - dieses stellt nicht nur den geometrischen Mittelpunkt der Galaxis dar, sondern beherbergt ein Schwarzes Loch mit mehr als vier Millionen Sonnenmassen. Von unserem Sonnensystem aus betrachtet liegt es in Richtung des Sternbilds Schütze in einer Entfernung von rund 25.000 Lichtjahren.

Das galaktische Zentrum verbirgt sich hinter dichten Gas- und Staubwolken, wie schon ein Blick mit dem bloßen Auge oder Fernglas auf die südliche Milchstraße nahelegt. Erst jahrelange Teleskopbeobachtungen mit hochauflösenden Infrarot-Kameras von Sternen im galaktischen Zentrum haben ergeben, dass diese sich auf elliptischen Bahnen um ein unsichtbares Zentrum bewegen, dessen Masse man aus der Bahnbewegung berechnen kann. Eine Masse von vier Millionen Sonnen ist zwar relativ wenig im Vergleich zu den Schwarzen Löchern in den Zentren anderer Galaxien, sie stellt aber dennoch ein gewaltiges Gravitationspotenzial dar, das mehr als nur seine unmittelbare Nachbarschaft beeinflussen kann. Zwei kürzlich studierte Phänomene sollen hier vorgestellt werden: eine ins galaktische Zentrum eindringende Gaswolke und die Spuren einer alten Eruption nahe des Schwarzen Loches.

Gaswolken im galaktischen Zentrum

Seit 1992 wird das galaktische Zentrum, namentlich die Bewegung seiner Sterne, von einem Forscherteam am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik überwacht. Dabei wurde 2011 auch eine Gaswolke (G2) entdeckt, die sich dem Schwarzen Loch immer mehr näherte. Die Wolke lässt sich bis 2002 in den Daten zurückverfolgen und zeigt seit 2008 Auflösungserscheinungen. Je näher die Wolke dem Schwarzen Loch kommt, auf das sich Teile mit einer Maximalgeschwindigkeit von 2.800 km/s zubewegen, umso mehr zerren die Gezeitenkräfte rund um das Schwarze Loch an ihr und reißen sie auseinander. Mittlerweile hat ein Teil der Wolke das Perizentrum umrundet, wie Beobachtungen aus dem Jahr 2014 zeigen.

Man ging davon aus, dass sich der Strom an Gas in das Schwarze Loch deutlich erhöhen würde und damit auch die Strahlung, die von ihm ausgeht. Da die Eigenschaften der Wolke wie Temperatur (550 K), Dichte (300 Mal höher als die des umgebenden heißen Gases) und Gesamtmasse (etwa drei Erdmassen) bekannt sind, hat man die weitere Entwicklung numerisch simuliert. So sollte sich die Temperatur der Gaswolke in der Nähe des Schwarzen Lochs auf mehrere Millionen Kelvin erhöhen, wodurch vermehrt Röntgenstrahlung emittiert würde. In den Folgejahren könnte sich die Strahlung möglicherweise auch in anderen Wellenlängenbereichen erhöhen, wenn das Material der Wolke schließlich in das Schwarze Loch fällt. Bisher wurde jedoch eine Erhöhung der Strahlung nicht beobachtet.

 

Titelbild Ausgabe 2/2015

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