Astronom:innen haben den schnellsten bekannten Stern der Milchstraße entdeckt. Er trägt den Namen S301 und kreist um das Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie. Dabei bewegt er sich laut einer Pressemitteilung der Europäischen Südsternwarte (ESO) mit einer Geschwindigkeit von etwa 25.000 Kilometern pro Sekunde. Zum Vergleich: Das ist rund 100.000 Mal schneller als ein normales Flugzeug. Die Ergebnisse der Studie wurden im Fachmagazin Nature veröffentlicht.
S301 hält den Geschwindigkeitsrekord
Astronom:innen nehmen an, dass sich auch Sagittarius A*, wie das Schwarze Loch in der Mitte der Milchstraße heißt, um die eigene Achse dreht. Gemäß Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie zieht ein rotierendes Schwarzes Loch die Raumzeit mit sich und verzerrt sie, was sich auf die Umlaufbahnen naher Sterne auswirkt. Dieser Effekt macht sich umso stärker bemerkbar, je näher ein Objekt einem schnell rotierenden Schwarzen Loch kommt.
„Das Besondere an [S301] ist seine sehr enge Umlaufbahn um Sagittarius A*: Er benötigt lediglich 8,7 Jahre für einen Umlauf und nähert sich dem Schwarzen Loch bis auf das Zwölffache der Distanz zwischen Erde und Sonne an. Das ist ohne Beispiel“, erklärt Felix Mang, der als Doktorand am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) in Garching bei München tätig ist. „Wir hoffen, mit diesem Stern innerhalb der nächsten zehn Jahre den Spin des Schwarzen Lochs messen zu können.“
Um den Stern aufzuspüren, nutzte das Team das Very Large Telescope Interferometer der Europäischen Südsternwarte (ESO-VLTI) am Paranal-Observatorium in Chile sowie dessen Instrument Gravity, das nach einem Infrastruktur-Upgrade jetzt als Gravity+ betrieben wird. Die Stärke des VLTI liegt in der Fähigkeit, das Licht von vier 8-Meter-Teleskopen zu kombinieren. Dadurch entsteht ein „virtuelles“ Teleskop mit der 15-fachen räumlichen Auflösung eines einzelnen 8-Meter-Teleskops. Co-Autor Frank Eisenhauer, wissenschaftlicher Leiter von Gravity+ und Direktor am MPE, erklärt in der Pressemitteilung, dass Paranal deshalb weltweit der einzige Ort sei, an dem Beobachtungen dieser Art möglich sind.
Stern könnte erste Messungen ermöglichen
S301 scheint die perfekte Kombination aus einer stark exzentrischen und einer sehr engen Umlaufbahn zu haben. Obwohl der Stern ungewöhnlich nah an Sagittarius A* liegt, wird nicht erwartet, dass er dessen Ereignishorizont überschreitet. Damit ist der Punkt gemeint, an dem ein Objekt dem Schwarzen Loch nicht mehr entkommen kann. Schwarze Löcher würden oft als kosmische Staubsauger wahrgenommen, so Mang. Dabei handele es sich lediglich um ein massereiches Objekt, das auf seiner Umlaufbahn bleibe. Mithilfe des neuentdeckten Sterns S301 wäre es erstmals möglich, die Rotation eines massereichen Schwarzen Lochs direkt zu messen. Laut Stefan Gillessen, leitender Wissenschaftler am MPE und Mitautor der Studie, würde das einen entscheidenden Test für Einsteins Theorie darstellen.
Die Ergebnisse sorgen weltweit für Aufsehen. Ziri Younsi, Astrophysiker am University College in London, war nicht an der Studie beteiligt, äußert sich aber nicht weniger begeistert. „Das ist eine unglaublich wichtige Entdeckung“, sagt er gegenüber The Guardian. „Es ist sehr aufregend, weil dieses Objekt Sagittarius A* wahnsinnig nahe kommt und sich in seiner schnellsten Phase mit etwa acht Prozent der Lichtgeschwindigkeit bewegt, was einfach verrückt ist.“ Younsi erklärte, dass die Nutzung der Umlaufbahn zur Bestimmung der Rotation des Schwarzen Lochs einen Durchbruch für das Verständnis der Entwicklung der Milchstraße bedeuten würde.
