Supermassives Schwarzes Loch: Überraschung im galaktischen Zentrum

Andreas von Rétyi

Mitten in unserem Milchstraßensystem lauert, heutigem Wissen zufolge, ein riesiges Schwarzes Loch von rund vier Millionen Sonnenmassen. Als im vergangenen Mai eine recht mysteriöse Wolke in unmittelbare Nähe dieses Giganten gelangte, rechneten Fachleute eigentlich mit merklicher Aktivität − doch wie heute seitens der ESO bekannt wurde, schweigt das galaktische »Monstrum«. Warum passierte nichts und was passt hier nicht?

 Astronomen waren gespannt, was sich im Mai 2014 ändern würde, wenn eine Materiewolke in geradezu bedrohlich anmutende Nähe des supermassiven Schwarzen Lochs unserer Galaxis geraten würde. Bildlich gesprochen, hatte man die beginnende »Fütterung des Raubtiers« erwartet, doch: Der Rachen öffnete sich nicht. Über die unerwartete Stille und ihre Ursachen berichten heute nun ganz aktuell Astronomen der Europäischen Südsternwarte ESO.

 Unter der Leitung des deutschen Forschers Andreas Eckart von der Universität Köln haben die Weltraumspezialisten über viele Jahre hinweg sehr detaillierte Beobachtungen des Milchstraßenzentrums durchgeführt. Diese Studien stellen selbst an die heutige Technologie höchste Ansprüche, denn hier ist wirklich die bestmögliche Detailauflösung gefragt.

Dazu nutzten Eckart und seine Fachkollegen das begehrte Very Large Telescope (VLT) der ESO auf dem chilenischen Paranal plus entsprechende Spezialdetektoren wie den Nah-Infrarot-Spektrographen SINFONI mit adaptiver Optik im Cassegrain-Fokus, also am »Heck« des Riesenteleskops UT4, sowie den Multifunktionsdetektor NACO im Nasmyth-B-Fokus seitlich an der entsprechenden Drehachse des gleichen Teleskops.

Besonders intensiv beobachteten die Astronomen in der kritischen Phase zwischen Februar und September 2014, als sich die als »G2« bekannte Wolke außergewöhnlich nahe am Schwarzen Loch befand. Laut Berechnungen sollte sie im Mai vergangenen Jahres nämlich ihr Peribothron erreichen, ihren geringsten Bahnabstand zum Schwarzen Loch. Zwar handelt es sich beim »Peribothron« nur um eine inoffizielle Bezeichnung, sie wird aber immer wieder gebraucht, um die Situation zu beschreiben.

Der ungewöhnliche Begriff hat griechische Wurzeln und bezeichnet eine »bodenlose Grube«, was das übliche Bild vom Schwarzen Loch doch recht gut trifft. Jeder denkt dabei sowieso unweigerlich an das berühmte, fest gespannte Gummituch, das von einer kompakten Metallkugel in der Mitte zu einem tiefen Trichter verformt wird beziehungsweise in die Singularität mündet.

Natürlich wird hier der Raum lediglich durch zwei Dimensionen symbolisiert. Das Ganze ist eben nicht mehr als ein anschauliches Modell. Faktisch gibt es diesen »Trichter« nicht. Abgesehen davon klaffen zwischen Modellvorstellung und Wirklichkeit auch bei modernen wissenschaftlichen Theorien wohl oft erhebliche Lücken.

Jedenfalls bewegte sich G2 mehr und mehr auf die »bodenlose Grube« zu und sollte eine, wenn auch nicht gerade üppige Mahlzeit für das Schwarze Loch bieten. Riesige Gezeitenkräfte seiner Umgebung sollten die Wolke schließlich auseinanderreißen und die Fetzen über ihre Bahn verteilen, während einiges Material vom Schwarzen Loch selbst verschlungen würde. So die Theorie.

Nach etablierter Lesart wären wir externe Beobachter allerdings nicht in der Lage mitzuerleben, was am »Punkt ohne Wiederkehr« tatsächlich geschieht, dort, am berühmten Ereignishorizont des unheimlichen Zentralobjekts. Direkt hier bremste die Schwerkraft den Zeitablauf komplett herunter, alles käme damit einem Stillstand gleich.

Trotzdem ließen sich unmittelbar außerhalb des Schwarzen Lochs sichtbare Veränderungen feststellen, und so rechneten die Astrophysiker mit einem plötzlichen Aufleuchten der betreffenden Region und anderen Hinweisen auf die kosmische Mahlzeit.

Zwar konnten mit dem Chandra-Weltraumobservatorium unter anderem im September 2013, Oktober 2014 sowie auch Anfang 2015 intensive Röntgenblitze registriert werden, sie stammten aber aus einer wesentlich näheren Quelle um das Schwarze Loch. Die Wahrscheinlichkeit für einen Zusammenhang mit G2 wird als gering eingestuft.

Mit dem SINFONI-Infrarot-Instrument waren nun detaillierte Aufnahmen möglich, besser denn je zuvor. Aus unserer Perspektive betrachtet, entfernte sich G2 in jeder Stunde um zehn Millionen Kilometer von uns. Nachdem das Gebilde dann um jene bodenlose galaktische Grube herum war, tauchte es auf der anderen Seite wieder auf und bewegte sich mit zwölf Millionen Kilometern pro Stunde auf uns zu. Es hatte die enge Begegnung überlebt! Das hatte niemand erwartet. Frühere Beobachtungen schienen auch zu zeigen, dass die Wolke auf ihrem Weg zum Schwarzen Loch zunehmend gedehnt wurde.

Und wieder eine Überraschung: Die aktuellen Informationen bestätigen diesen Vorgang nicht. G2 wirkt nicht verzerrter als vor dem Peribothron, weder zeigt sie eine direkt sichtbare Ausdehnung auf den Aufnahmen noch weist sie ein größeres Geschwindigkeitsintervall auf. Weitere Beobachtungen zeigen ein stabiles, von G2 ungestörtes Verhalten des Schwarzen Loches, aus dessen Umgebung der übliche Lichtfluss eintrifft. Auch sonst alles ruhig!

Natürlich bleibt es in jedem Fall spannend, ganz direkt und »live« zu beobachten, wie Materie um ein Schwarzes Loch rast, wie sie ihre Position sehr zügig ändert und was dann mit ihr geschieht. Sofern eben überhaupt etwas geschieht. Selbst, wenn diese kosmischen Ereignisse wegen der entsprechenden Distanz des galaktischen Zentrums rund 27 000 Jahre zurückliegen und somit eigentlich ein prähistorisches Szenario darstellen, finden sie für uns kleine Erdbewohner eben doch erst jetzt statt, mit dem Eintreffen alter Lichtbotschaften. Der an den Beobachtungen wesentlich beteiligte Kölner Doktorand Florian Peissker kommentiert begeistert:

»Direkt am Teleskop zu sein und die Daten in Echtzeit eintreffen zu sehen, war ein faszinierendes Erlebnis.«

Nun, die Wolke hat überlebt, ganz im Gegensatz zu den Prognosen und Erwartungen. Was aber hat sie immun gegen die Anfechtungen des Schwarzen Loches werden lassen? Die Wissenschaftler ziehen aus den Beobachtungen einen konkreten Schluss: Wie bereits früher zeitweilig vermutet, kann es sich nicht allein um eine »frei schwebende« interstellare Wolke handeln, vielmehr umgibt ihre Materie offenbar ein dichtes, kompaktes Objekt, das widerstandsfähig genug ist, gegen die immensen Gezeitenkräfte zu bestehen.

Derzeit deutet alles darauf hin, dass hier ein massiver Kern existieren muss, der das Überleben von G2 gewährleistet hat.

Bislang fehlen sämtliche Beweise dafür, dass durch G2 eine Fütterung des Schwarzen Lochs stattgefunden hat, von gestiegener Aktivität und Lichtausbrüchen findet sich keine Spur. Astronom Andreas Eckart resümiert:

»Wir haben uns alle aktuellen Daten angesehen, darunter ganz besonders die Periode von 2014, als sich die größte Annäherung an das Schwarze Loch ereignet hat. Wir können keinerlei merkliche Ausdehnung der Quelle bestätigen. Mit Gewissheit verhält sie sich nicht wie eine kernlose Staubwolke. Unserer Ansicht nach muss es sich um einen in Staub gehüllten jungen Stern handeln.«

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