Einstein: Sternentanz um Schwarzes Loch bestätigt Theorie
Über Jahrzehnte haben Forscher die Umlaufbahn eines Sterns um ein Schwarzes Loch untersucht. Die Resultate bestätigen Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie.
Das Wichtigste in Kürze
- Forscher haben mit jahrzehntelangen Messungen die Umlaufbahn eines Sternes beobachtet.
- Dieser bewegt sich um ein Schwarzes Loch – und zwar in der Form einer Rosette.
- Damit belegen die Untersuchungen die Allgemeine Relativitätstheorie von Einstein.
Im Herzen unserer Galaxie sitzt ein gigantisches Schwarzes Loch. Darum zieht ein Stern eine besondere Bahn – und bestätigt so Einstein. Nachgewiesen wurde das mit einer Messung über zweieinhalb Jahrzehnte.
Der rasante Tanz eines Sterns im Zentrum unserer Milchstrasse liefert eine bislang unerreichte Bestätigung der Allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein: Der Stern läuft um das gigantische Schwarze Loch im Herzen unserer Heimatgalaxie auf einer Bahn mit der Form einer Rosette. Das belegen jahrzehntelange Präzisionsmessungen.
Messungen bestätigen Einstein
Die Messungen stimmten genau mit der Theorie von Einstein überein. Das berichtet ein Forscherteam um Reinhard Genzel vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) in Garching bei München. Der entsprechende Artikel erschien im Fachblatt «Astronomy & Astrophysics».
Die Allgemeine Relativitätstheorie sagt voraus, dass sich die Bahnen von Himmelskörpern selbst nach und nach drehen. Und zwar um den Punkt, den der jeweilige Himmelskörper umkreist. Da Umlaufbahnen in der Regel keine perfekten Kreise, sondern Ellipsen sind, ergibt sich nach und nach die Form einer Rosette. Dies, indem sich die Ellipse bei jedem Umlauf ein Stück dreht.
Dieser in der Regel sehr kleine Effekt wurde zuerst beim Planeten Merkur gemessen, dessen Bahn sich um die Sonne dreht. Mit einer fast 30 Jahre langen Beobachtungsreihe haben die Forscherinnen und Forscher diese sogenannte Periheldrehung, auch als Schwarzschild-Präzession bezeichnet, nachgewiesen: Dies bei einem Stern, welcher sich um das supermassereiche Schwarzes Loch im Zentrum der Milchstrasse bewegt. Das Objekt befindet sich dabei im Sternbild Schütze (Sagittarius) und trägt die astronomische Bezeichnung Sgr A*.
«Dieser Durchbruch durch Beobachtungen untermauert den Beweis, dass Sgr A* ein supermassereiches Schwarzes Loch mit der viermillionenfachen Sonnenmasse sein muss.» Das erläuterte Genzel in einer Mitteilung der Europäischen Südsternwarte Eso. Mit deren «Very Large Telescope» (sehr grosses Teleskop) hatten die Beobachtungen stattgefunden.
Umlaufzeit beträgt rund 16 Jahre
Der beobachtete Stern mit der Bezeichnung S2 rast in weniger als 20 Milliarden Kilometern Abstand um das Schwarze Loch. Das ist die rund 120-fache Distanz der Erde zur Sonne. Dabei erreicht er bis zu einem Drittel der Lichtgeschwindigkeit.
Ein Umlauf des Sterns dauert rund 16 Jahre. Daher waren lange Präzisionsmessungen nötig, um die Bahn des etwa 26'000 Lichtjahre von der Erde entfernten Himmelsobjekts genau zu bestimmen. Ein Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt.
Die Beobachtungen erlauben nach Angaben der Forscher auch andere Erkenntnisse. Nun könne besser eingeschätzt werden wie viel unsichtbares Material sich in der Umgebung des zentralen Schwarzen Lochs unserer Galaxie befindet: so etwa in der Form von kleineren Schwarzen Löchern oder sogenannter Dunkler Materie.
Die Dunkle Materie gehört zu den grössten Rätseln der modernen Physik: Sie zeigt durch ihre Schwerkraft, dass sie mehr als fünfmal häufiger ist als die uns vertraute Materie. Forscher haben bislang jedoch keinen Anhaltspunkt, worum es sich bei dieser Materie handelt. Mit der nächsten Generation noch grösserer Teleskope hoffen die Astronomen, noch mehr über das Massemonster im Herzen der Milchstrasse herauszufinden.
