Im Zentrum unsere Milchstraße befindet sich ein schwarzes Loch. Ein sogenanntes “supermassereiches schwarzes Loch”; also ein schwarzes Loch, das super-viel Masse hat. Mehr als das Viermillionenfache der Masse unserer Sonne in diesem Fall. Es gibt aber auch noch sehr viel massereichere Löcher in den Zentren anderer Galaxien. Das in unserer Galaxie – es trägt die Bezeichnung “SgrA*” ist kürzlich und sehr unerwartet heller geworden.

Jetzt sind schwarze Löcher ja normalerweise und per Definition gar nicht hell. Die Anziehungskraft in ihrer unmittelbaren Nähe ist so groß, dass nichts und auch kein Licht ihr entkommen kann, weswegen wie sie dunkel sind. Das gilt aber nicht für die Umgebung des schwarzen Lochs und das Zeug, dass sich dort befindet. Was auch immer nämlich ohne Chance auf Rückkehr in einem schwarzen Loch verschwindet, macht das normalerweise nicht unbemerkt. Das Material – Gas, Staub, zerissene Sterne, etc – wirbelt zuvor extrem schnell um das Loch herum, heizt sich dabei auf und schickt jede Menge Strahlung hinaus ins All, bevor es dann endgültig in der Dunkelheit verschwindet.

Manche schwarzen Löcher schlucken so viel Zeug, dass sie ihre Umgebung über Milliarden von Lichtjahren hinweg strahlt. Das nennt man “aktiven Galaxienkern” und man findet es in jungen Galaxien. Unsere Milchstraße aber ist alt und das dortige schwarze Loch verschluckt nur ab und zu mal ein wenig Zeug. Es verhält sich ruhig – aber ist dennoch für Überraschungen gut, wie kürzlich Tuan Do von der Universität Kalifornien in Los Angeles und ein Team aus den USA, Deutschland und Spanien festgestellt haben (“Unprecedented variability of Sgr A* in NIR”).

Mit den großen Keck-Teleskopen des Mauna-Kea-Observatoriums auf Hawaii haben sie das zentrale schwarze Loch in vier Nächten des April/Mai 2019 beobachtet. Und dabei vor allem die Menge an Infrarotstrahlung beobachtet. So sah das zum Beispiel am 13. Mai 2019 aus:

Man sieht die Helligkeit des schwarzen Lochs im Infrarotlicht und zu vier Zeitpunkten innerhalb weniger Stunden. Die Position des Lochs ist mit einem roten Pfeil markiert; zusätzlich noch zwei ihm nahe gelegene Sterne, deren Position ebenfalls angegeben ist. Am ersten der vier Bilder ist das Loch (bzw. seine Umgebung) extrem hell und wird innerhalb weniger Stunden aber sehr viel schwächer bis es fast gar nicht mehr zu sehen ist. Dass es sich tatsächlich um die Helligkeit des Lochs handeln muss, zeigt die Helligkeit der Vergleichssterne die über den ganzen Zeitraum hinweg gleich bleibt. Man kann also ausschließen, dass da zum Beispiel einfach nur ein paar Wolken vor dem Teleskop vorüber gezogen sind…

Ein ähnliches Verhalten sieht man auch in den anderen Nächten, wie diese Diagramme zeigen:

Die schwarzen Punkten zeigen jeweils die Veränderung in der Helligkeit des schwarzen Lochs; die weißen Punkte die Helligkeit eines Vergleichsterns. Es tut sich also was im zentralen schwarzen Loch der Milchstraße…

So ein schwarzes Loch ist aber keine Lampe. Genaugenommen ist es sowieso alles andere als eine Lampe, aber es ist eben kein Objekt, von dem (bzw. aus dessen Umgebung) ein komplett konstanter Helligkeitsfluss zu erwarten wäre. Mit zufälligen Fluktuationen der Helligkeit ist immer zu rechnen. Aber das, was Tuan Do und das internationale Team beobachtet haben, ist nichts, mit dem man gerechnet hat und das haben die Forscherinnen und Forscher sogar ausgerechnet!

Sie haben die bisherigen statistischen Modelle zur Beschreibung der Helligkeitsfluktuationen schwarzer Löcher genommen und geschaut, wie wahrscheinlich es wäre, so etwas zu sehen wie das, was sie gesehen haben. So gut wie unmöglich, lautet das Resultat; die Wahrscheinlichkeit liegt unter 0,05 Prozent. Daraus kann man zwei Dinge folgern: 1) Die Modelle sind vielleicht nicht ganz so gut wie sie sein sollen. Und 2) Irgendwas läuft in der Umgebung des schwarzen Lochs ab, dass seine Helligkeit gerade jetzt wild fluktuieren lässt.

Vielleicht ist dem einen oder der anderen aufgefallen, dass einer der beiden Sterne in den Bildern oben der Stern mit der Bezeichnung “S2” ist. Und wer sich erinnert: Der war erst im letzten Jahr sehr prominent in den Medien. S2 ist nämlich nicht einfach nur irgendein Stern sondern enorm interessant. Er befindet sich in unmittelbarer Nähe des schwarzen Lochs und gehört zu einer Gruppe von Sternen, die es – so wie Planeten die Sonne – in engen Umlaufbahnen umkreisen. Am 19. Mai 2018 berug der Abstand zwischen S2 und dem schwarzen Loch nur 20 Milliarden Kilometer und der Stern ist mit 2 Prozent der Lichtgeschwindigkeit durch diesen Extrempunkt seiner Umlaufbahn gesaust. Dieses Ereignis wurde sehr genau von der Erde aus beobachtet, denn aus der Vermessung von Helligkeit und Geschwindigkeit des Sterns konnte man die Eigenschaften des schwarzen Lochs mathematisch sehr genau ableiten.

Das schwarze Loch von M87 – das erste echte Bild. Von dem in der Milchstraße gibt es leider keines. Noch…
Bild: Event Horizon Telescope

Genau bei dieser Annäherung – so die These der Forscherinnen und Forscher – könnte S2 aber auch das ganze Material in der Umgebung des schwarzen Lochs durcheinander gebracht hund ein wenig “klumpiger” gemacht haben. Und einige dieser Klumpen sind nun, unter großen Helligkeitsausbrüchen, in das schwarze Loch gefallen. Am Ende sind wir wieder da, wo wir so oft in der Wissenschaft sind: Wir brauchen mehr und bessere Daten um zu wissen, was da wirklich abgeht. Aber gerade bei diesem Thema sind die ja durchaus zu erwarten. Im April 2019 wurde das erste Bild eines schwarzen Lochs veröffentlicht. Es war nicht das in unserer Milchstraßen, aber das wurde ebenfalls beobachtet. Hier war nur die Qualität der Daten noch nicht gut genug für eine Veröffentlichung. Das wird sich aber in naher Zukunft ändern und dann werden wir auch die Umgebung von SgrA* sehen können. Und vielleicht sehen wir ja noch ein paar Spuren dessen, was auch immer den aktuellen und unerwarteten Helligkeitsausbruch verursacht hat!

Kommentare (13)

  1. #1 Herr Senf
    8. August 2019

    skyweek2.0 hatte am 06.Aug. diese Meldung: neu S62 nur 9,9J und 2022 min 5,2AU
    Erstmeldung http://www.astronomerstelegram.org/?read=12979 Uni Köln

  2. #2 Björn
    8. August 2019

    Das wird sich aber in naher Zukunft ändern und dann werden wir auch die Umgebung von SgrA* sehen können.

    Gibt es irgendwelche Prognosen, wie lange das noch dauern könnte? Auf der Webseite des Event Horizon Telescope selbst finde ich nix dazu. :-/

  3. #3 Herr Senf
    8. August 2019

    Zumindest gibt es eine Simulation, wie man ein besseres Bild bekommen könnte.
    Man braucht eine größere Basis und kürzere Belichtungszeiten wegen der Schärfe.
    SgrA* selbst ist zu unruhig und verschmiert die Interferometrie, also satellitengestützt.
    https://arxiv.org/abs/1904.04934 mit Heino Falcke et al
    “Simulations of imaging the event horizon of Sagittarius A* from space”

  4. #4 Fox
    Leipzig
    9. August 2019

    Wurde dieser Artikel durch einen 15-jährigen verfasst?

  5. #5 rolak
    9. August 2019

    15?

    Inwieweit würde diese Information Deine Wertung des Gelesenen ändern, Fox?

  6. #6 Captain E.
    9. August 2019

    Wieviel Zeug muss da ans Strahlen gekommen sein? Die Astronomen haben doch bestimmt eine Abschätzung durchgeführt, oder?

    Gibt es übrigens eine Schätzung, wie alt S2 ist bzw. wie lange er es noch machen wird? Mit vermuteten 15 Sonnenmassen befindet er sich ja durchaus in einer recht hohen Gewichtsklasse und wird daher “bald” zum Neutronenstern werden. Oder sogar zum Schwarzen Loch? Wahrscheinlich wohl eher nicht…

  7. #7 Ghost
    9. August 2019

    Ich fühle mich diskrininiert

  8. #8 Karl-Heinz
    9. August 2019

    @Ghost

    dis­kri­mi­nie­rt sprich benachteiligt und herabgewürdigt? 😉

  9. #9 @rolak
    Weit Weg
    9. August 2019

    Es geht @fox vermutlich nicht um den Inhalt, sondern darum, dass der Verfasser dieses Artikels eine äusserst kindliche Art und Weise hat sich auszudrücken.

  10. #10 rolak
    10. August 2019

    vermutlich

    Mal ganz abgesehen davon, daß Du die gestellte Frage offensichtlich nicht verstanden hast, Weit Weg, wäre es angemessen gewesen, für den Teil, bei dem Du Dir völlig sicher zu sein scheinst, dem Schreibstil, belastbare Belege zu bringen.
    Also einige Deine steile These stützende Zitate.

  11. #11 Uli Schoppe
    10. August 2019

    @rolak ich denke er wollte die Situation entspannen. Was nicht geht. Fox wollte nur stänkern. Belege? Siehe seinen post…

  12. #12 rolak
    11. August 2019

    entspannen

    Na dafür haut er aber (neu und) ziemlich scharf formuliert in dieselbe Kerbe, Uli. Und für diesen vorgeblich kindlichen Schreibstil hätte ich dann doch gerne (mindestens) ein Beispiel.

  13. #13 Uli Schoppe
    12. August 2019

    @rolak beide zu festgelegt wie denn ein Artikel in einem science blog auszusehen hat?
    Bei nem Buch von Krappweis gehen wahrscheinlich beide mit dem Lektor in den Keller heulen ^^
    Vielleicht schätze ich den zweiten Kommentar auch falsch ein weil mir persönlich bei kindlicher Art und Weise nichts negatives in den Kopf kommt…