MilchstraßeSchwarzes Loch frisst Gaswolke

Erstmals werden Astronomen wohl beobachten können, wie ein Schwarzes Loch Materie verschlingt. Mitten in der Milchstraße rast eine Gaswolke auf so ein Massemonster zu. von dpa

Die Simulation zeigt, wie sich die beobachtete Gaswolke dem supermassiven Schwarzen Loch nähert.

Die Simulation zeigt, wie sich die beobachtete Gaswolke dem supermassiven Schwarzen Loch nähert.  |  © ESO/MPE/Marc Schartmann

Im Zentrum der Milchstraße rast eine große Gaswolke mit acht Millionen Kilometern pro Stunde in ein Schwarzes Loch. Das haben Astronomen bei einer systematischen Beobachtung des Zentrums unserer Galaxie festgestellt. Die Wolke wird in den nächsten Jahren komplett zerrissen und großenteils verschluckt werden, berichtet das Team um Stefan Gillessen vom Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik in Garching im Magazin Nature. Erstmals werden die Forscher damit genau beobachten können, wie ein supermassereiches Schwarzes Loch sich Materie einverleibt.

Die meisten, wenn nicht alle großen Galaxien beherbergen in ihrem Zentrum ein supermassereiches Schwarzes Loch. So auch unsere Milchstraße: In ihrem Zentrum haust ein Schwarzes Loch mit der Masse von mehr als vier Millionen Sonnen. Es ist das einzige supermassereiche Schwarze Loch, das nahe genug ist, um es detailliert zu beobachten. Es entlässt zwar selbst keine Strahlung. Materie, die hineinfällt, heizt sich jedoch so stark auf, dass sie im Röntgenlicht leuchtet. Dieser Prozess ist in anderen Galaxien schon häufig beobachtet worden, das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße ist jedoch seit Jahren besonders ruhig.

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Die Astronomen beobachten das schlafende Monster seit fast 20 Jahren systematisch. Mit dem "Very Large Telescope" (VLT) der Europäischen Südsternwarte ESO haben die Wissenschaftler nun die Gaswolke entdeckt, die auf das Schwarze Loch zurast. Sie enthält dreimal soviel Masse wie die Erde und wird sich 2013 bis auf 40 Milliarden Kilometer dem Schwarzen Loch nähern – astronomisch gesehen ein Katzensprung. "Sie wird die Begegnung mit dem Schwarzen Loch nicht überstehen", erläuterte Gillessen in einer ESO-Mitteilung.

Was sind schwarze Löcher?

Vor fast 100 Jahren wurde eine Theorie entwickelt, die schwarze Löcher erstmals auf eine vernünftige, mathematische Basis stellte. In den sechziger und siebziger Jahren ergaben Berechnungen wichtige theoretische Erkenntnisse über Schwarze Löcher.

Heute wird davon ausgegangen, dass schwarze Löcher so dicht und reich an Masse sind, dass nicht einmal das Licht ihnen zu entkommen vermag.

So stürzen auch Staub und Gase aus dem Zentrum einer Galaxie geradezu in ein schwarzes Loch hinein und setzen dabei Energie frei. Man spricht vom Aktiven Galaktischen Kern (AGN). Dieser ist es auch, der die schwarzen Löcher auf Bildern als grelle Lichtpunkte erscheinen lässt.

Schwarze Löcher an sich sind unsichtbar. Man kann nur anhand der Auswirkung auf ihre Umgebung auf ihre Existenz schließen.

Typen

Es gibt zwei Typen von schwarzen Löchern: Die stellaren schwarzen Löcher und die supermassereichen oder auch supermassiven schwarzen Löcher.

Stellare Schwarze Löcher sind eine Folge der Sternentwicklung. Explodiert ein Stern am Ende seines Lebens als Supernova, kann der übrig bleibende Sternenrest zu einem schwarzen Loch kollabieren. Diese schwarzen Löcher haben geschätzt acht bis 15 Mal die Masse unserer Sonne.

Der Ursprung supermassiver Schwarzer Löcher ist bislang unbekannt. Fakt ist nur, dass diese Millionen bis Milliarden Mal schwerer sind als unsere Sonne und nach heutigen Wissensstand nahezu in jeder Galaxie vorkommen.

Raum und Zeit

Schwarze Löcher rufen eine enorme Krümmung von Raum und Zeit in ihrer Umgebung hervor. Diese Krümmung ist so gigantisch, dass Strahlung und Teilchen, die dem Schwarzen Loch zu nahe kommen, für immer verschwinden.

Die Wolke werde komplett zerrissen werden und zum großen Teil vom Schwarzen Loch aufgesogen. "Bei dieser Wolke können wir genau verfolgen, wie dieser Prozess tatsächlich abläuft." Erstmals kennen die Astronomen dabei die Masse der hineinstürzenden Materie. Und sie wissen noch mehr: Die Geschwindigkeit der Wolke, die hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium besteht, hat sich in den vergangenen sieben Jahren verdoppelt.

Zurzeit ist das Gas bereits etwa 280 Grad Celsius warm. Es wird sich auf seinem Weg ins Schwarze Loch auf mehrere Millionen Grad aufheizen und hell im Röntgenlicht aufleuchten, wie Gillessen schildert. "Detaillierte Beobachtungen der Strahlung aus dem galaktischen Zentrum geben uns in den nächsten Jahren die einmalige Gelegenheit, die Eigenschaften dieses Akkretionsflusses genau zu untersuchen und in Echtzeit zu verfolgen, wie das Schwarze Loch Materie schluckt."

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Leserkommentare
  1. Wird ansatzweise beschrieben, was noch spannend wäre. Die Wolke wird kaum einfach in das schwarze Loch "stürzen":
    http://de.m.wikipedia.org...

    • TeCe
    • 15. Dezember 2011 12:22 Uhr

    "Es entlässt zwar selbst keine Strahlung."

    Das sieht Stephen Hawking sicherlich ein wenig anders.

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    • TomFynn
    • 15. Dezember 2011 13:16 Uhr

    Die Teilchen-Antiteilchen-Paare der Hawking-Strahlung werden ja *außerhalb* des Ereignishorizonts erzeugt.

    • Atan
    • 15. Dezember 2011 13:12 Uhr

    formuliert: erstmal sollte das erzählerische Präsens keinen Leser dazu verführen, zu glauben hier wäre etwas aktuell zu beobachten: die Geschehnisse liegen knapp 30.000 Jahre zurück, erst jetzt kommt die Radio-bzw. Röntgenstrahlung bei uns an. Zudem ist die gesamte hier aufgenommene Strahlung kein optisch sichtbares Licht, weil das Zentrum der Milchstraße von uns aus hinter Dunkelwolken verborgen liegt; selbst die (sehr fundierte) Vermutung, dass sich im Zentrum ein Schwarzes Loch befindet, begründet sich allein aus Vermessungen der Radioquelle Sagittarius A bzw. Infrarotbeobachtungen naher Sterne. Nun kommt eine weiteres nahes Objekt hinzu, eben besagte Wolke.
    Trotzdem natürlich sehr interessant und spannend, aber kann man es eben nur mit einer Infrarotkamera "sehen" bzw. mittels eines Röntgendetektors.
    (Falls mein Einwand zu "didaktisch" sein sollte, bitte ich um Verzeihung!)

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    Wieso beobachtet man das über die "nächsten Jahre"? Wenn sich die Wolke jetzt mit 8Mio km/h bewegt und noch 40Mrd Km entfernt ist, dann benötigt sie nicht mal mehr ein Jahr, bis sie Sagittarius erreicht. Zumal sie ja sicher noch beschleunigt wird, oder? Oder liegt das daran, dass die Wolke dann zunächst eine Akkretionsscheibe bilden wird, die nach und nach verschwindet?

    "erstmal sollte das erzählerische Präsens keinen Leser dazu verführen, zu glauben hier wäre etwas aktuell zu beobachten"

    Doch, hier gibt es aktuell etwas zu beobachten, wenn auch nichts aktuelles, aber so ist das halt in vielen tausenden von Lichtjahren Entfernung.
    Und "beobachten" ist nun einmal in der Wissenschaft recht weit gefasst und meint meist einfach "messen", gleichzeitig ist die ZEIT kann Fachjournal und darf sich ruhig etwas prosaischer ausdrücken. Wichtig ist m.E. aber, dass man unter die schönen Bildchen immer "Simulation" oder "künstlerische Darstellung" schreibt und das passiert zumindest in der ZEIT auch.

    Da es im Universum keine absolute Zeit gibt, hängt die Zeitdauer, die seit dem Ereignis vergangen ist, stark vom Beobachter ab. Zum Beispiel ist für die bei diesen Ereignis abgestrahlten Photonen, die wir heute beobachten, keine Zeit vergangen. Für diese Photonen findet das Geschehen tatsächlich 'jetzt' statt.
    Wenn sie selbst in der Nähe eines schwarzen Lochs leben würden, wäre auch für sie weniger Zeit vergangen, abhängig davon, wie nahe sie sich bei diesem befinden.
    Im Gegensatz dazu - für Menschen, die im Hochgebirge leben, liegt dieses Ereignis etwas länger zurück.

    • TomFynn
    • 15. Dezember 2011 13:16 Uhr

    Die Teilchen-Antiteilchen-Paare der Hawking-Strahlung werden ja *außerhalb* des Ereignishorizonts erzeugt.

    Antwort auf "Hawking-Strahlung"
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    • TeCe
    • 15. Dezember 2011 15:44 Uhr

    Das Teilchen (Photon), welches aus dem Gravitationsfeld des schwarzen Loches "herauskatapultiert" wird, bekommt seine Energie vom schwarzen Loch. Also emittiert (verliert) das schwarze Loch Energie. So verstehe ich das Ganze zumindest.

    Hier mal ein Textausschnitt von S.W. Hawking selbst dazu: ".... it seems that any black hole will create and emit particles such as neutrinos or photons ....."

    Der vollständige Text ist zu finden unter: http://www.nature.com/nat...

  2. ...und wennn es satt ist gibt's den nächsten Urknall. Nun bin ich auf die Reaktion von Atan ehrlich gespannt zu dieser steilen These.

  3. 6. Frage:

    Wieso beobachtet man das über die "nächsten Jahre"? Wenn sich die Wolke jetzt mit 8Mio km/h bewegt und noch 40Mrd Km entfernt ist, dann benötigt sie nicht mal mehr ein Jahr, bis sie Sagittarius erreicht. Zumal sie ja sicher noch beschleunigt wird, oder? Oder liegt das daran, dass die Wolke dann zunächst eine Akkretionsscheibe bilden wird, die nach und nach verschwindet?

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    gemäß den keplerschen gesetzen bewegen sich massen, also auch die gaswolke, auf elliptischen bahnen. es ist also anzunehmen, dass diese, wei auch in dem bild dargestellt, das schwarze loch noch eine zeit lang umkreisen wird, was eben länger dauert, als eine geradlinige annäherung.

  4. "erstmal sollte das erzählerische Präsens keinen Leser dazu verführen, zu glauben hier wäre etwas aktuell zu beobachten"

    Doch, hier gibt es aktuell etwas zu beobachten, wenn auch nichts aktuelles, aber so ist das halt in vielen tausenden von Lichtjahren Entfernung.
    Und "beobachten" ist nun einmal in der Wissenschaft recht weit gefasst und meint meist einfach "messen", gleichzeitig ist die ZEIT kann Fachjournal und darf sich ruhig etwas prosaischer ausdrücken. Wichtig ist m.E. aber, dass man unter die schönen Bildchen immer "Simulation" oder "künstlerische Darstellung" schreibt und das passiert zumindest in der ZEIT auch.

  5. das schwarze locj, sprich die singularität, würde "hausen". na ja.
    zudem wäre diese ein "monster"?
    ist das ein artikel über wissenschaft oder eine rezession der grimmschen märchensammlung?

    im übrigen muss ich dem poster nummer 3 zustimmen. das alles ist längst passiert: also es war einmal ein monster von einem schwarzen loch, das hauste in einem weit entfernten winkel unserer galaxie......
    entschuldigt bitte, an sich bin sich sehr froh überhaupt beiträge zu diesem bereich zu finden.

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    • Acrux
    • 16. Dezember 2011 4:22 Uhr

    Darueber laesst sich aufgrund der Relativitaet der Gleichzeitigkeit uebrigens trefflich streiten. Man kann durchaus argumentieren (zum Beispiel aus der Sicht des Photons, das vom Galaktischen Zentrum kommt), dass das gerade wahrgenommene immer auch genau "jetzt" stattfindet. Diese Auffassung hat gewisse Vorteile, weil sie nicht von mehr oder weniger genau bestimmten Entfernungen abhaengt.

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  • Quelle ZEIT ONLINE, dpa
  • Schlagworte Milchstraße | Galaxie | Gas | Prozess | Sonne | Wasserstoff
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