Im Zentrum der Milchstraße haben Astronomen eine weitere Bestätigung für Albert Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie gefunden: Erstmals konnten sie die Gravitations-Rotverschiebung nachweisen. Die Wissenschaftler um Reinhard Genzel vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching bei München hatten den Stern S2 ins Visier genommen und genau verfolgt, wie er das extrem massereiche Schwarze Loch im Zentrum unserer Heimatgalaxie passierte (Astronomy & Astrophysics, 2018).   

S2 umrundet das 26.000 Lichtjahre entfernte, zentrale Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße etwa alle 15 Jahre. Auf seiner eiförmigen Bahn nähert er sich dem Schwarzen Loch bis auf 14 Milliarden Kilometer – das entspricht ungefähr dem dreifachen Abstand des äußersten Planeten unseres Systems, Neptun, zur Sonne. Der Stern wird dabei sehr schnell, er erreicht ein Tempo von mehr als 25 Millionen Kilometern pro Stunde, fast drei Prozent der Lichtgeschwindigkeit. Nach Einsteins vor mehr als 100 Jahren veröffentlichten Theorie sollte das Licht des Sterns durch die starke Gravitationskraft des Schwarzen Lochs etwas röter werden – die Lichtwellenlänge wächst. Genau diesen Effekt haben die Forscher nun mit dem Very Large Telescope (VLT) beobachtet.

Die Entdeckung dieser Gravitations-Rotverschiebung sei der Höhepunkt einer insgesamt 26-jährigen Beobachtungskampagne, teilte die Max-Planck-Gesellschaft mit. "Wir haben seit einer Dekade gezielt danach gesucht und das Experiment vorbereitet", berichtete Genzel. "Das ist das zweite Mal, dass wir den nahen Vorbeiflug von S2 um das Schwarze Loch in unserem galaktischen Zentrum beobachtet haben. Aber diesmal konnten wir den Stern aufgrund der deutlich verbesserten Instrumentierung mit bisher unerreichter Detailauflösung verfolgen." Co-Autor Stefan Gillessen vom Garchinger Institut ergänzt: "Damit konnten wir den Stern auf seiner Umlaufbahn extrem genau verfolgen und schließlich die gravitative Rotverschiebung im Spektrum von S2 nachweisen."