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Superschnelle Babysterne flitzen wie ein Bienenschwarm um Schwarzes Loch

14.06.2024 12:42

Superschnelle Babysterne flitzen wie ein Bienenschwarm um Schwarzes Loch

Die jungen Sterne umrunden das Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie mit mehreren 1000 km/s / Veröffentlichung in Astronomy & Astrophysics

Astronomische Beobachtungen zeigen, dass sich neu entdeckte Babysterne in der Umgebung von Sagittarius A*, dem Schwarzen Loch im Zentrum unserer Galaxie, anders verhalten als erwartet: Sie beschreiben ähnliche Bahnen wie bereits bekannte Hochgeschwindigkeitssterne und ordnen sich in einem bestimmten Muster um das Schwarze Loch an. Die Studienergebnisse deuten darauf hin, dass Sgr A* die Sterne zu bestimmten Anordnungen veranlasst. Die Studie wurde unter dem Titel „Young Stellar Objects in the S-cluster: The Kinematic Analysis of a Sub-population of the Low-mass G-objects close to Sgr A*“ in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht. Beteiligt waren Forscher*innen der Universität zu Köln, der Masaryk-Universität in Brünn (Tschechien), der Karls-Universität in Prag (Tschechien), der Akademie der Wissenschaften der Tschechischen Republik und des Max-Plack-Instituts für Radioastronomie in Bonn.

Vor rund dreißig Jahren wurden in der direkten Umgebung des supermassiven Schwarzen Lochs Sgr A* im Zentrum der Milchstraße Hochgeschwindigkeitssterne entdeckt. Diese Sterne, auch S-Sterne genannt, umrunden das Schwarze Loch mit Geschwindigkeiten von mehreren 1000 km/s in wenigen Jahren. Die Sterne sind überraschend jung und ihre Anwesenheit rätselhaft, denn nach gängigen Theorien würde man nur alte und leuchtschwache Sterne in der unmittelbaren Umgebung eines Schwarzen Lochs erwarten.
Die technologischen Fortschritte der letzten Jahrzehnte und die lange Beobachtungszeit des galaktischen Zentrums durch moderne Teleskope werfen aktuell noch weitere Fragen auf. So wurde zum Bespiel im Jahr 2012 ein Objekt entdeckt, bei dem Wissenschaftler*innen von einer Gaswolke ausgingen, die vom Schwarzen Loch „aufgesaugt“ wird. Zwar hat sich die These nicht bestätigt, es war aber lange Zeit nicht klar, um was es sich genau bei diesem Objekt handeln könnte. Erst in den letzten Jahren verdichten sich die Anzeichen, dass es ein sehr junger Babystern sein könnte, umgeben von einer staubigen Wolke.

Inklusive dieses Babysterns untersuchten die Wissenschaftler*innen für die aktuelle Studie ein Dutzend Objekte in der direkten Umgebung des supermassiven Schwarzen Lochs, die alle sehr ähnliche Eigenschaften aufweisen. Sie fanden heraus, dass die Objekte nochmals deutlich jünger sind als die bereits bekannten Hochgeschwindigkeitssterne. „Interessanterweise verhalten sich diese jungen ‚Babysterne‘ aber so wie die S-Sterne. Das bedeutet, auch die Babysterne umrunden das Schwarze Loch mit mehreren 1000 km/s in wenigen Jahren“, so Dr. Florian Peißker vom Institut für Astrophysik der Universität zu Köln und Erstautor der Studie. „Bereits die S-Sterne sind überraschend jung. Nach gängigen Theorien ist die Anwesenheit eines stellaren Kindergartens mit den noch jüngeren ‚Babysternen‘ völlig unerwartet,“ fügt Dr. Peißker hinzu.
Es zeigte sich weiterhin, dass dieser Sternenhaufen, bestehend aus den Babysternen und den S-Sternen, auf den ersten Blick wie ein chaotischer Bienenschwarm aussieht. Wie ein Schwarm weist aber auch der Sternenhaufen Muster und Regelmäßigkeiten auf. So konnten die Forscher*innen zeigen, dass sich die Babysterne wie die S-Sterne auf bestimmte und geordnete Weise im dreidimensionalen Raum anordnen. „Das bedeutet, es gibt gewisse präferierte Orientierungen der Sterne. Die Verteilung beider Sternvarianten gleicht dabei einer Scheibe, was den Eindruck nahelegt, dass das Schwarze Loch Sterne dazu zwingt, sich in geordneten Bahnen anzusiedeln“, so Peißker.

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