Sternbahnen verraten Schwarzes Loch

Garching - Das Zentrum unserer Milchstraße ist eine turbulente Region, dominiert von einem supermassiven Schwarzen Loch. 16 Jahre lang haben nun Astronomen aus Deutschland, Frankreich, Israel und den USA die Umlaufbahnen von 28 Sternen im galaktischen Zentrum mit hoher Genauigkeit verfolgt. Einer der Sterne hat in dieser Zeit sogar das Schwarze Loch vollständig umrundet. Die Beobachtungen zeigen, dass das Schwarze Loch die viermillionenfache Masse der Sonne besitzt und 27.000 Lichtjahre von uns entfernt ist, schreiben die Forscher in ihrem demnächst im "Astrophysical Journal" erscheinenden Bericht.

"Unsere Langzeitstudie hat den bisher besten empirischen Beweis erbracht, dass supermassive Schwarze Löcher wirklich existieren", erklärt Reinhard Genzel, der das Team am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching bei München leitet. "Das Zentrum der Galaxis ist ein einzigartiges Labor, in dem wir grundlegende Gesetze der Schwerkraft, der Sternendynamik und Sternbildung studieren können."

Staubwolken zwischen den Sternen behindern allerdings den Blick auf das Zentrum der Galaxis. Deshalb mussten die Astronomen die Himmelsregion im Infrarot-Bereich beobachten, denn die infrarote Strahlung vermag den Staub zu durchdringen. Mit ihren Messungen am New Technology Telescope und am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte ESO in Chile konnten die Forscher die Positionen der Sterne mit sechsfach höherer Präzision vermessen als zuvor. Dabei erreichten sie eine Genauigkeit von 300 Mikro-Bogensekunden: Unter diesem winzigen Winkel erscheint eine Ein-Euro-Münze aus einer Entfernung von rund 10.000 Kilometern.

Genzel und seine Kollegen konnten aus den von ihnen beobachteten Sternbahnen dann Masse und Entfernung des Schwarzen Lochs ableiten. Mindestens 95 Prozent der Masse, die auf die Sterne einwirkt, muss sich in dem Schwarzen Loch befinden. Es bleibe daher wenig Raum für andere dunkle Materie im Milchstraßenzentrum, so Genzel. Einer der Sterne umkreist das galaktische Zentrum so schnell, dass er innerhalb der Studie seine Bahn einmal vollständig durchlaufen hat. Für die Astronomen war das ein Glücksfall, denn die Beobachtung eines kompletten Umlaufs trug entscheidend zur Messgenauigkeit bei.