8000 Kilometer pro Sekunde: Stern mit kürzester Umlaufzeit um schwarzes Loch entdeckt

Forscher:innen der Universität zu Köln und der Masaryk-Universität in Brünn (Tschechien) haben den bislang schnellsten Stern entdeckt, der sich in kürzester Zeit um ein schwarzes Loch herum bewegt. Der Stern mit dem Namen S4716 umkreist in vier Jahren Sagittarius A*, das schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße und erreicht dabei eine Geschwindigkeit von rund 8000 Kilometern pro Sekunde. S4716 kommt dem schwarzen Loch bis auf 100 AE (Astronomische Einheit) nahe – für astronomische Verhältnisse eine geringe Distanz. Eine AE entspricht 149.597.870 Kilometern. Die Studie wurde im Fachjournal The Astrophysical Journal veröffentlicht.

In der Umgebung des zentralen schwarzen Lochs im Zentrum unserer Galaxie befindet sich ein dicht gepackter Sternenhaufen. Dieser Haufen, S cluster genannt, beherbergt weit über hundert Sterne, die sich in ihrer Helligkeit und ihrer Masse unterscheiden. S-Sterne bewegen sich besonders schnell fort. „Ein prominenter Vertreter, S2, verhält sich dabei wie eine große Person, die sich im Kino vor einen setzt: Sie blockiert die Sicht auf das Wesentliche“, so Dr. Florian Peißker, Hauptautor der neuen Studie. „Der Blick in das Zentrum unserer Galaxie ist daher oft von S2 verdeckt. Es ergeben sich aber kurze Augenblicke, in denen wir die Umgebung des zentralen schwarzen Lochs observieren können.“

Durch die konsequente Weiterentwicklung von Analysemethoden zusammen mit Observationen, die fast zwanzig Jahre abdecken, ist es nun gelungen, zweifelsfrei einen Stern zu finden, der sich in nur vier Jahren um das zentrale supermassive schwarze Loch bewegt. Insgesamt haben fünf Teleskope den Stern beobachtet, wobei vier dieser fünf zu einem großen Teleskop zusammengeschaltet wurden, um noch genauere und detailliertere Beobachtungen zu ermöglichen. „Dass sich ein Stern auf einem stabilen Orbit so nah und schnell im Umfeld eines supermassiven schwarzen Lochs befindet, ist vollkommen unerwartet und markiert die Grenze, die mit traditionellen Teleskopen beobachtet werden kann“, so Peißker.

Darüber hinaus wirft die Entdeckung ein neues Licht auf den Ursprung und die Entwicklung der Umlaufbahn von sich schnell bewegenden Sternen im Herzen der Milchstraße. „Die kurzperiodische, kompakte Bahn von S4716 ist ziemlich rätselhaft“, fügt Michal Zajaček, Astrophysiker an der Masaryk-Universität in Brünn, der an der Studie beteiligt war, hinzu. „Sterne können sich nicht so einfach in der Nähe des Schwarzen Lochs bilden. S4716 musste nach innen wandern, zum Beispiel durch eine Reihe von Annäherungen an andere Sterne und Objekte im S-Haufen, was seine Bahn deutlich schrumpfen ließ“, so Zajaček.