Rosettenbahn im Herzen der Milchstraße

Extrem genaue Beobachtungen bestätigen Vorhersage der Relativitätstheorie

Die Bahnbewegung des Sterns S2 um das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße verläuft exakt so, wie es die Allgemeine Relativitätstheorie vorhersagt. Zu diesem Schluss kommt ein internationales Forscherteam auf Basis jahrelanger, extrem genauer Beobachtungen mit dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte ESO in Chile. Die Krümmung der Raumzeit durch die starke Gravitation des Schwarzen Lochs verdrehe die Ellipsenbahn zu einer Rosette, berichten die Wissenschaftler im Fachblatt „Astronomy & Astrophysics“.

„Die Allgemeine Relativitätstheorie besteht auch weiterhin alle experimentellen Tests mit Bravour“, freuen sich Reinhard Genzel vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching bei München und das GRAVITY-Team. GRAVITY ist ein hochpräzises Zusatzinstrument, das nicht nur die von den vier acht Meter großen Spiegeln des Very Large Telescope gesammelte Strahlung interferometrisch zusammenfasst und damit das Auflösungsvermögen eines 130 Meter großen Spiegels erreicht. Zusätzlich ist das Instrument mit einer eigenen adaptiven Optik ausgestattet, um Störungen der irdischen Atmosphäre auszugleichen – und es arbeitet im nahen Infrarotbereich, der besonders für Beobachtungen der Sterne im galaktischen Zentrum geeignet ist.

Die Astronomen verfolgen seit Jahren die Umlaufbahnen eines guten Dutzend von Sternen in der Umgebung des zentralen Schwarzen Lochs im galaktischen Zentrum. Einer davon – mit der Bezeichnung S2 – ist für die Forscher besonders interessant, da er sich auf seiner Bahn dem Schwarzen Loch stärker nähert als alle anderen. Diesen Stern haben Genzel und seine Kollegen seit 2016 auch mit GRAVITY ins Visier genommen. Mit diesem Instrument lässt sich die Bahn des Sterns auf 30 Mikrobogensekunden genau vermessen – das entspricht einem Abstand von sechs Zentimetern auf der Oberfläche des Mondes.

Die Messungen der Forscher zeigen, dass sich die Bahnellipse von S2 pro Umlauf zwischen 0,196 und 0,272 Grad dreht. Die Allgemeine Relativitätstheorie sagt in guter Übereinstimmung damit einen Wert von 0,202 Grad voraus. Bislang war diese Schwarzschild-Präzession lediglich in unserem Sonnensystem, insbesondere beim Merkur, sowie bei einigen Doppelsternen nachgewiesen. Die Messungen des GRAVITY-Teams liefern jetzt den ersten Nachweis dieses relativistischen Effekts bei einem Stern, der ein supermassereiches Schwarzes Loch umkreist. Mit künftigen Teleskopen – wie dem im Bau befindlichen Extremely Large Telescope der ESO – könnte sich in einigen Jahren auf ähnliche Weise vielleicht sogar die Drehung des supermassereichen Schwarzen Lochs nachweisen lassen.

Bildquelle: ESO/L. Calçada

Autor: Rainer KayserE-Mail: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!