Neues vom Galaktischen Zentrum

Das Galaktische Zentrum [1] ist ein mysteriöser Ort. Dort befindet sich sehr wahrscheinlich ein sog. supermassives Schwarzes Loch [1], das Objekt Sgr A* [1].

Schwarze Löcher besitzen eine ungeheure Anziehungskraft auf Objekte in ihrer unmittelbaren Nähe. Diese Gezeitenwirkung [1] zerstört die Objekte und saugt sie schließlich in das Schwarze Loch. Jedoch kann man das Schwarze Loch selbst nur indirekt sehen, beispielsweise durch seinen Einfluss auf nahe Sterne oder Objekte.

Seit Jahren verwundert die Forscher ein bizarres Objekt im Zentrum der Milchstraße: die Forscher beobachten Gaswolken, die sich um Sgr A* bewegen. Insbesondere das Objekt G2 [1] ist interessant, da es sich Sgr A* stark annähert (Abb. 1). G2 wurde erst im Jahr 2011 entdeckt.

Ursprünglich wurde G2 als Gaswolke interpretiert. Falls das supermassive Schwarze Loch G2 durch Gezeitenkräfte [1] zerreißt, könnte dies einen enormen Anstieg der Akkretion [1] des Schwarzen Loches und damit einen Anstieg der Helligkeit von Sgr A* bewirken.

Die Beobachtungen zeigen, dass sich G2 auf einem hochgradig exzentrischen Orbit befindet und Sgr A* bis auf rund 20 Milliarden Kilometer bzw. 20 Lichtstunden [1] nahe kommen wird. Die Annäherung erfolgte bereits im März/April 2014.

Abb. 1 Schematische Darstellung der Bahn von G2 (rote Region) um das
Galaktische Zentrum (Kreuz). Die Bahn von G2 ist extrem exzentrisch.
Demgegenüber ist die Bahn des Sternes S2 dargestellt (gestrichelte Linie).
(Objekt G1 = blaue Region)
© MPE

Die physikalische Struktur des Objektes G2 ist immer noch unklar; Beobachtungen zeigen, dass G2 ein ausgedehntes Objekt ist und einen Durchmesser von rund 165-350 Astronomischen Einheiten [1] besitzt.

Die beobachtete Ausdehnung und Helligkeit kann erklärt werden, wenn es sich bei G2 um eine Gaswolke handelt, die eine Masse von etwa drei Erdmassen [1] besitzt. Andere Beobachtungen weisen auf ein staubiges stellares Objekt (DSO [1]), das möglicherweise das Ergebnis der Fusion zweier kleiner Sterne zu einem Stern mit zwei Sonnenmassen [1], die ehemals in einem Tandem aus zwei Sternen das Schwarze Loch umkreisten.

Das Objekt G2 könnte dabei nur eines von zahlreichen Objekten sein, die sich als Doppelsternsysteme [1] in der Nähe des supermassiven Schwarzen Loches befinden und durch dessen Gezeitenwirkung verschmelzen.
Wenn zwei Sterne in der Nähe eines supermassereichen Schwarzen Loches verschmelzen, expandiert der Stern für einen Zeitraum von rund einer Millionen Jahre bevor er erneut einen Gleichgewichtszustand erreicht.

Im Galaktischen Zentrum könnte dies kein Einzelfall sein; dort existieren zahlreiche massereiche Sterne, zumeist Doppelsterne [1]. Bei anderen Sternen in der Nähe des Zentrums könnte es sich um Verschmelzungen von Sternen handeln, die inzwischen ihren Gleichgewichtszustand wieder erreicht haben.

Bei einer Gaswolke erwartet man die Kompression durch Gezeiten, wenn sich G2 seinem nächsten Punkt zum supermassiven Schwarzen Loch nähert. Dies würde zu einem Anstieg der Infrarothelligkeit [1] führen. Ebenfalls würde man einen Anstieg der Röntgenhelligkeit [1] erwarten, wenn es sich um eine Gaswolke handelt.

Abb. 2 Infrarotaufnahme des Objektes G2 in der Nähe des Galaktischen Zentrums. Zum Zeitpunkt der Aufnahme befand sich G2 auf seinem bahnnächsten Punkt zum Zentrum. G2 überlebte die Annäherung an das supermassive Schwarze Loch.
Die grüne Markierung entspricht der Position des Schwarzen Loches.
© UCLA Galactic Center Group

Die Messung der Änderung der Geschwindigkeit des Objektes während der Annäherung an das supermassive Schwarze Loch läßt allerdings eher auf eine Gaswolke schließen.

Vor rund 10 Jahren beobachteten die Forscher eine andere Gaswolke in der Zentralregion der Milchstraße, das Objekt G1 [1]. Ein Vergleich zeigt interessante Ähnlichkeiten der Bahnen von G1 und G2 (Abb. 1).

Das lichtschwache Objekt G1 zeigte sich auf Aufnahmen der Jahre 2004-2008. Daraus konnten die Wissenschaftler die Bahn von G1 und dessen Annäherung an das galaktische Zentrum für das Jahr 2001 bestimmen.

Die Ähnlichkeit der Bahnen von G1 und G2 läßt vermuten, dass sich G1 etwa 13 Jahre vor G2 dem Zentrum angenähert hat. Möglicherweise handelt es sich bei beiden Objekten um zwei Gasklumpen des gleichen Objektes [3].

Modelle sagen voraus, dass G1 während seiner Annäherung an das Galaktische Zentrum abgebremst und in eine kreisförmigere Bahn gezwungen wurde. Daher scheinen G1 und G2 nun ähnliche Bahnen um das Zentrum zu besitzen.

Obwohl die Natur von G2 bisher immer noch nicht geklärt ist, können diese Beobachtungen helfen, die Physik Schwarzer Löcher besser zu verstehen.

Falls Sie Fragen und Anregungen zu diesem Thema haben, schreiben Sie uns unter kontakt@ig-hutzi-spechtler.eu

Ihre
IG Hutzi Spechtler – Yasmin A. Walter

Quellenangaben:

[1] Mehr Information über astronomische Begriffe
www.wikipedia.de

[2] Morsony, B. J., et al., MNRAS (4 Aug 2015)

[3] www.mpg.de

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