(openPR) \u201eJahrzehnte sorgf\u00e4ltiger Nachbeobachtungen von Sternen, die das zentrale Schwarze Loch unserer Galaxie, Sagittarius A*, umkreisen, haben zu dieser bahnbrechenden Entdeckung eines \u00e4u\u00dferst vielversprechenden Sterns gef\u00fchrt. Da er Sagittarius A* so nahe kommt, er\u00f6ffnet S301 ein neues Fenster zu den fundamentalen Eigenschaften der Raumzeit in dieser extremen Umgebung eines Schwarzen Lochs\u201c, sagt Nobelpreistr\u00e4ger Reinhard Genzel, Direktor am Max-Planck-Institut f\u00fcr extraterrestrische Physik (MPE) in Garching und Gr\u00fcndungsmitglied der Kollaboration, die die neuen Beobachtungen durchgef\u00fchrt hat.<\/p>\n
\u201eDas Besondere an diesem Stern ist seine sehr enge Umlaufbahn um Sagittarius A*: Er ben\u00f6tigt lediglich 8,7 Jahre f\u00fcr einen Umlauf und n\u00e4hert sich dem Schwarzen Loch bis auf das Zw\u00f6lffache der Distanz zwischen Erde und Sonne an. Das ist ohne Beispiel\u201c, erkl\u00e4rt Felix Mang, Doktorand am MPE und Erstautor der heute in Nature ver\u00f6ffentlichten Studie.<\/p>\n
Bei seiner engsten Ann\u00e4herung an das Schwarze Loch erreicht der Stern eine Geschwindigkeit von rund 25.000 Kilometern pro Sekunde. Das ist 100.000-mal schneller als ein Verkehrsflugzeug oder mehr als 8 % der Lichtgeschwindigkeit \u2013 womit er den Rekord f\u00fcr den schnellsten Stern in der Milchstra\u00dfe h\u00e4lt. S301 kommt Sagittarius A* zudem n\u00e4her als jeder andere bisher beobachtete Stern und erreicht eine Minimaldistanz, die etwa dem Abstand von Saturn zur Sonne entspricht. [1] Aufgrund dieser extremen N\u00e4he ist S301 der erste bekannte Stern, mit dem sich die Rotation eines Schwarzen Lochs direkt messen lassen k\u00f6nnte.<\/p>\n
Wie bei den meisten Objekten im Universum nehmen Astronominnen und Astronomen an, dass sich auch Sagittarius A* um die eigene Achse dreht. Gem\u00e4\u00df Einsteins Allgemeiner Relativit\u00e4tstheorie zieht ein rotierendes Schwarzes Loch die Raumzeit mit sich und verdrillt sie, was sich auf die Umlaufbahnen naher Sterne auswirkt. Dieser Effekt macht sich umso st\u00e4rker bemerkbar, je n\u00e4her ein Objekt einem schnell rotierenden Schwarzen Loch kommt.<\/p>\n
\u201eWir hoffen, mit diesem Stern innerhalb der n\u00e4chsten zehn Jahre den Spin des Schwarzen Lochs messen zu k\u00f6nnen\u201c, sagt Mang. MPE-Forscher Stefan Gillessen, ebenfalls ma\u00dfgeblich an der Studie beteiligt, erg\u00e4nzt: \u201eDamit w\u00e4ren wir erstmals in der Lage, die Rotation eines massereichen Schwarzen Lochs sehr direkt zu bestimmen \u2013 ein zentraler Test f\u00fcr Einsteins Theorie.\u201c Juan Osorno, Astronom am LIRA Observatoire de Paris\u2013PSL in Frankreich, der ebenfalls eine Schl\u00fcsselrolle in der Studie innehatte, f\u00fcgt hinzu: \u201eOhne diesen Stern m\u00fcssten wir die Bewegung anderer Sterne noch mehrere Jahrzehnte lang verfolgen, um der Messung des Spins auch nur nahezukommen.\u201c<\/p>\n
Das Aufsp\u00fcren von S301, der am Himmel zwei Milliarden Mal schw\u00e4cher leuchtet als Beteigeuze (der orangefarbene Stern im Sternbild Orion), war keine leichte Aufgabe. Das Team nutzte das VLTI, eine Einrichtung am Paranal-Observatorium der ESO in Chile, sowie dessen Instrument GRAVITY, das nach einem Infrastruktur-Upgrade nun als GRAVITY+ betrieben wird. [2] Die St\u00e4rke des VLTI liegt in der F\u00e4higkeit, das Licht von vier 8-Meter-Teleskopen zu kombinieren. Dadurch entsteht ein \u201evirtuelles\u201c Teleskop mit der 15-fachen r\u00e4umlichen Aufl\u00f6sung eines einzelnen 8-Meter-Teleskops.<\/p>\n
\u201eParanal ist weltweit der einzige Ort, an dem Beobachtungen dieser Art m\u00f6glich sind, da kein anderes Observatorium \u00fcber vier 8-Meter-Teleskope verf\u00fcgt, die zusammen als Interferometer geschaltet werden k\u00f6nnen\u201c, erkl\u00e4rt Koautor Frank Eisenhauer, Wissenschaftlicher Leiter von GRAVITY+ und Direktor am MPE.<\/p>\n
Mit GRAVITY und sp\u00e4ter GRAVITY+ gelang es dem Team im Fr\u00fchjahr 2023 erstmals, einen Blick auf den neuen Stern zu erhaschen. Seither wird seine Bahn kontinuierlich nachverfolgt. Zudem konnten die Forschenden die Bahnvergangenheit von S301 bis ins Jahr 2017 rekonstruieren und feststellen, dass er seine engste Ann\u00e4herung an das zentrale Schwarze Loch zuletzt Anfang 2023 absolvierte. Die Bahneigenschaften von S301 sowie die Tatsache, dass Sterne nicht so nahe an einem massereichen Schwarzen Loch entstehen k\u00f6nnen, deuten darauf hin, dass S301 urspr\u00fcnglich Teil eines Doppelsternsystems war, das durch die Gezeitenkr\u00e4fte von Sagittarius A* zerrissen wurde. Bei diesem Prozess wurde S301 durch die Gravitation des Schwarzen Lochs eingefangen, w\u00e4hrend sein Begleitstern mit hoher Geschwindigkeit herausgeschleudert wurde \u2013 vermutlich schnell genug, um die Galaxie komplett zu verlassen.<\/p>\n
Folgebeobachtungen mit GRAVITY+ sowie mit dem Instrument MICADO am k\u00fcnftigen Extremely Large Telescope (ELT) der ESO werden entscheidend sein, um die Bahn von S301 \u00fcber das kommende Jahrzehnt hinweg zu verfolgen, wenn 2031 die n\u00e4chste engste Ann\u00e4herung ansteht. Die Beobachtung von mindestens zwei vollst\u00e4ndigen Umlaufbahnen erm\u00f6glicht es, die Trajektorie mit so hoher Pr\u00e4zision einzugrenzen, dass das Team erstmals den Spin von Sagittarius A* direkt bestimmen kann. \u201eDas w\u00e4re die Erf\u00fcllung eines Traums\u201c, sagt Mang.<\/p>\n
Endnoten<\/p>\n
[1] Bei seiner engsten Ann\u00e4herung zieht der Stern in einem Abstand von nur 1,78 Milliarden Kilometern am Schwarzen Loch vorbei. Das entspricht etwa dem 12-Fachen der Distanz zwischen Sonne und Erde und liegt nur rund 20 % \u00fcber dem Abstand zwischen Sonne und Saturn.<\/p>\n
[2] Nachdem das Team bereits \u00fcber Jahrzehnte hinweg Sterne im Zentrum der Milchstra\u00dfe mit verschiedenen ESO-Standorten kartiert hatte, nutzt es f\u00fcr diesen Zweck seit 2017 das Instrument GRAVITY am VLTI. Eine Reihe von schrittweisen Modernisierungen an Instrument und Interferometer unter der Bezeichnung GRAVITY+ wurde in den letzten Jahren umgesetzt und erm\u00f6glichte es den Forschenden, immer schw\u00e4chere Objekte aufzusp\u00fcren.<\/p>\n
Medienkontakte<\/p>\n
B\u00e1rbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei M\u00fcnchen, Germany
Tel: +49 89 3200 6670 (erreichbar ab 17 August)
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E-Mail: <\/p>\n
Markus Nielbock (Pressekontakt Deutschland)
ESO Science Outreach Network und Haus der Astronomie
Heidelberg, Deutschland
Tel: +49 6221 528-134
E-Mail: <\/p>\n
wissenschaftliche Ansprechpartner:
Felix Mang
Max-Planck-Institut f\u00fcr extraterrestrische Physik
Garching bei M\u00fcnchen, Deutschland
Tel: +49 89 30000-3713
E-Mail: <\/p>\n
Stefan Gillessen
Max-Planck-Institut f\u00fcr extraterrestrische Physik
Garching bei M\u00fcnchen, Deutschland
Tel: +49 89 30000 3839
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Juan Osorno
Laboratory for Instrumentation and Research in Astrophysics (LIRA),
Observatoire de Paris, PSL University
Meudon, Frankreich
E-Mail: <\/p>\n
Frank Eisenhauer
Director, Max-Planck-Institut f\u00fcr extraterrestrische Physik
Garching bei M\u00fcnchen, Deutschland
Tel: +49 89 30000-3100
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Reinhard Genzel
Director, Max-Planck-Institut f\u00fcr extraterrestrische Physik
Garching bei M\u00fcnchen, Deutschland
Tel: +49 89 30000 3281
E-Mail: <\/p>\n
Xavier Haubois (f\u00fcr Fragen zum VLTI)
Europ\u00e4ische S\u00fcdsternwarte
Paranal Observatory, Chile
E-Mail: <\/p>\n
Originalpublikation:
K. Abd El Dayem et al., «Discovery of a star sensitive to the spin of Sgr A*», Nature (2026) doi: 10.1038\/s41586-026-10894-w<\/p>\n
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