Sagittarius A* Supermassives schwarzes Loch zwingt Sterne zur Verschmelzung

Astronomen haben seltsame Objekte in der Nähe des supermassiven schwarzen Lochs im Zentrum unserer Milchstraße entdeckt. Wahrscheinlich sind es Doppelsterne, die durch die hohe Schwerkraft des Lochs verschmolzen sind.

Künstlerischer Eindruck von G-Objekten, mit den rötlichen Zentren, die das supermassive schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie umkreisen. Das Schwarze Loch wird als dunkle Kugel innerhalb eines weißen Rings (über der Mitte der Darstellung) dargestellt.
Künstlerischer Eindruck von G-Objekten, mit den rötlichen Zentren, die das supermassive schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie umkreisen. Das Schwarze Loch wird als dunkle Kugel innerhalb eines weißen Rings (über der Mitte der Darstellung) dargestellt. Bildrechte: Jack Ciurlo

Erst im vergangenen September haben Forscher von unvorhergesehenen Lichtblitzen aus dem Zentrum der Galaxie berichtet. Das supermassive schwarze Loch Sagittarius A* (4,1 Millionen Mal so schwer wie unsere Sonne) hatte offenbar Hunger entwickelt und neues Material aufgesogen. Jetzt haben Astronomen der University of California in Los Angeles (UCLA) eine Theorie, woher dieses Material gestammt haben könnte. Es ist das seltsame Objekt G2, das deutsche Astronomen bereits 2012 entdeckt haben.

Sterne werden vom schwarzen Loch wie Kaugummi in die Länge gezogen

Bahnen der G-Objekte im Zentrum unserer Galaxie, wobei das supermassive schwarze Loch mit einem weißen Kreuz gekennzeichnet ist. Sterne, Gas und Staub sind im Hintergrund.
Die Bahnen der G-Objekte im Zentrum unserer Galaxie, wobei das supermassive schwarze Loch mit einem weißen Kreuz gekennzeichnet ist. Sterne, Gas und Staub sind im Hintergrund. Bildrechte: Anna Ciurlo, Tuan Do/UCLA Galactic Center Group

G2 ist Teil von inzwischen insgesamt sechs entdeckten Objekten, die um Sagitarrius A* kreisen. Sie sehen aus wie Gaswolken, verhalten sich aber wie Sterne, schreiben die Autoren der jetzt in "nature" erschienenen Studie. Die meiste Zeit seien die Objekte kompakt, während sie auf ihren 100 bis 1.000 Jahre dauernden Kreisbahnen unterwegs sind. Aber wenn sie ihren dichtesten Punkt zum schwarzen Loch erreichen, werden sie von dessen Schwerkraft wie Kaugummi in die Länge gezogen.

Diesen Effekt konnten Astronomen beobachten, als G2 seinen dichtetesten Punkt zum schwarzen Loch im Jahr 2014 erreichte. Das sonderbare an der Verzerrung von G2: Während die äußere Gashülle stark gedehnt wurde, behielt der eingeschlossene Staub darin weitgehend seine Form. Die Forscher glauben, dass das auf ein stellares Objekt innerhalb von G2 hinweist.

Das schwarze Loch zwingt Doppelsterne zur Verschmelzung

Die Leiterin der UCLA-Arbeitsgruppe Andrea Ghez und ihr Team vermuten, dass es sich bei G2 tatsächlich um zwei Sterne gehandelt hat. Sie könnten Sagittarius A* lange Zeit als Tandem umrundet haben. Durch das enorme Schwerkraftfeld aber sind sie zu einem extrem großen Stern verschmolzen, der von ungewöhnlich dicken Staub- und Gaswolken eingehüllt ist.

Als G2 sich dem schwarzen Loch am engsten angenähert hatte, war seine Signatur wirklich seltam. Zuvor sah es noch unspektakulär aus, dann aber wurde es extrem in die Länge gezogen und verlor sehr viel von seinem Gas, also Teile seiner Hülle. Jetzt wird es wieder kompakter.

Andrea Ghez, UCLA

Wenn Materie ins schwarze Loch fällt, wird enorme Energie frei

Schwarzes Loch 1 min
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Di 30.10.2018 17:04Uhr 00:55 min

https://www.mdr.de/wissen/videos/schwarzes-loch-in-der-milchstrasse100.html

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"Das wirklich spannende an den G-Objekten ist das Material, dass ihnen durch die Gezeitenkräfte des schwarzen Lochs entrissen wird", sagt Co-Autor Mark Morris. "Dieses Material fällt unweigerlich ins schwarze Loch und wird dabei enorm beschleunigt. Dabei wird reichlich Strahlung ausgesendet. Es könnte also ein eindrucksvolles Feuerwerk geben, wenn das Material den Ereignishorizont überschreitet und in das Loch fällt."

Die Arbeitsgruppe hat vier weitere ähnliche Objekte entdeckt (G3 bis G6), die ebenfalls in verschiedenen Orbits um das supermassive schwarze Loch kreisen. Die Forscher glauben, dass es sich bei allen ursprünglich um Doppelsternsysteme gehandelt hat und alle zu riesigen Sternen verschmolzen wurden.

Sternfusionen dauern über eine Million Jahre und sind doch häufiger als gedacht

"Solche Sternfusionen dauern über eine Million Jahre, sind aber wahrscheinlich viel häufiger im Universum, als wir bisher geglaubt haben", sagt Ghez. "Sie sind vielleicht sogar üblich." Laut den Beobachtungen interagieren Doppelsterne ganz anders miteinander und mit dem schwarzen Loch, als es Einzelsterne tun.

Im Zentrum unserer Galaxie herrschen extreme astrophysikalische Kräfte. Dort ist die Sternendichte eine Milliarde Mal höher, als in unserem Teil der Milchstraße. Dadurch entstehen dort extrem starke Gravitations- und Magnetfelder.

Für ihre Beobachtungen hatten die Astronomen das W.M.Keck Observatorium auf Hawaii genutzt und eine Technologie, die Verzerrungen durch die Erdatmosphäre in Echtzeit korrigieren kann.

Dieses Thema im Programm: MDR FERNSEHEN | Aktuell | 10. April 2019 | 17:45 Uhr

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Künstlerische Darstellung: Der Stern wird durch die Gravitation des schwarzen Loches in die Länge gezogen und in einer Umlaufbahn um das schwarze Loch herumgeschleudert, bis er schließlich mit sich selbst kolidiert, wobei noch mehr heißes Material ins All geschleudert wird.
Künstlerische Darstellung: Der Stern wird durch die Gravitation des schwarzen Loches in die Länge gezogen und in einer Umlaufbahn um das schwarze Loch herumgeschleudert, bis er schließlich mit sich selbst kolidiert, wobei noch mehr heißes Material ins All geschleudert wird. Bildrechte: Robin Dienel/Carnegie Institution for Science