Erster Doppelstern in der Nähe des supermassereichen Schwarzen Lochs unserer Galaxie entdeckt

Ein inter­na­tio­na­les For­scher­team hat einen Dop­pel­stern ent­deckt, der Sagit­ta­ri­us A*, das super­mas­se­rei­che Schwar­ze Loch im Zen­trum unse­rer Gala­xie, in gerin­ger Ent­fer­nung umkreist. Es ist das ers­te Mal, dass ein Stern­paar in der Nähe eines super­mas­se­rei­chen Schwar­zen Lochs gefun­den wur­de. Die Ent­de­ckung, die auf Daten basiert, die vom Very Lar­ge Telescope (VLT) der Euro­päi­schen Süd­stern­war­te (ESO) gesam­melt wur­den, hilft beim Ver­ständ­nis, wie Ster­ne in Umge­bun­gen mit extre­mer Schwer­kraft bestehen kön­nen, und könn­te den Weg für die Ent­de­ckung von Pla­ne­ten in der Nähe von Sagit­ta­ri­us A* ebnen.

„Schwar­ze Löcher sind nicht so zer­stö­re­risch, wie wir dach­ten“, sagt Flo­ri­an Peiß­ker, For­scher an der Uni­ver­si­tät zu Köln und Haupt­au­tor der heu­te in Natu­re Com­mu­ni­ca­ti­ons ver­öf­fent­lich­ten Stu­die. Dop­pel­ster­ne, also Paa­re von Ster­nen, die ein­an­der umkrei­sen, sind im Uni­ver­sum weit ver­brei­tet. Sie wur­den jedoch noch nie in der Nähe eines super­mas­se­rei­chen Schwar­zen Lochs gefun­den, wo die inten­si­ve Schwer­kraft Ster­nen­sys­te­me insta­bil machen kann.

Die­se neue Ent­de­ckung zeigt, dass eini­ge Dop­pel­ster­ne auch unter zer­stö­re­ri­schen Bedin­gun­gen kurz­zei­tig gedei­hen kön­nen. D9, wie der neu ent­deck­te Dop­pel­stern genannt wird, wur­de gera­de noch recht­zei­tig ent­deckt: Er ist schät­zungs­wei­se erst 2,7 Mil­lio­nen Jah­re alt, und die star­ke Gra­vi­ta­ti­ons­kraft des nahe gele­ge­nen Schwar­zen Lochs wird ihn wahr­schein­lich inner­halb von nur einer Mil­li­on Jah­ren zu einem ein­zel­nen Stern ver­schmel­zen las­sen, eine sehr kur­ze Zeit­span­ne für ein so jun­ges System.

„In kos­mi­schen Maß­stä­ben haben wir nur ein kur­zes Zeit­fens­ter, um ein sol­ches Dop­pel­stern­sys­tem zu beob­ach­ten – und uns ist es gelun­gen!“, erklärt Co-Autorin Emma Bord­ier, For­sche­rin an der Uni­ver­si­tät zu Köln und ehe­ma­li­ge ESO-Studentin.

Vie­le Jah­re lang dach­ten Astro­nom­in­nen und Astro­no­men auch, dass die extre­me Umge­bung in der Nähe eines super­mas­se­rei­chen Schwar­zen Lochs die Bil­dung neu­er Ster­ne ver­hin­de­re. Meh­re­re jun­ge Ster­ne, die in unmit­tel­ba­rer Nähe von Sagit­ta­ri­us A* gefun­den wur­den, haben die­se Annah­me wider­legt. Die Ent­de­ckung des jun­gen Dop­pel­sterns zeigt nun, dass sich unter die­sen rau­en Bedin­gun­gen sogar Stern­paa­re bil­den kön­nen. „Das D9-Sys­tem weist deut­li­che Anzei­chen für die Anwe­sen­heit von Gas und Staub um die Ster­ne her­um auf. Dies deu­tet dar­auf hin, dass es sich um ein sehr jun­ges Stern­sys­tem han­deln könn­te, das sich in der Nähe des super­mas­se­rei­chen Schwar­zen Lochs gebil­det haben muss“, erklärt Mit­au­tor Mich­al Zajaček, For­scher an der Masa­ryk-Uni­ver­si­tät in Tsche­chi­en und der Uni­ver­si­tät zu Köln.

Das neu ent­deck­te Dop­pel­stern­sys­tem wur­de in einer dich­ten Ansamm­lung von Ster­nen und ande­ren Objek­ten gefun­den, die Sagit­ta­ri­us A* umkrei­sen und als S‑Cluster bezeich­net wer­den. Am rät­sel­haf­tes­ten in die­sem Clus­ter sind die G‑Objekte, die sich wie Ster­ne ver­hal­ten, aber wie Gas- und Staub­wol­ken aussehen.

Bei der Beob­ach­tung die­ser geheim­nis­vol­len Objek­te stieß das Team auf ein über­ra­schen­des Mus­ter in D9. Die mit dem ERIS-Instru­ment des VLT gewon­ne­nen Daten in Kom­bi­na­ti­on mit Archiv­da­ten des SINFONI-Instru­ments zeig­ten wie­der­keh­ren­de Schwan­kun­gen in der Geschwin­dig­keit des Sterns. Dem­nach han­delt es sich bei D9 offen­bar um zwei Ster­ne, die ein­an­der umkrei­sen. „Ich dach­te, dass ich bei mei­ner Aus­wer­tung einen Feh­ler gemacht hat­te“, sagt Peiß­ker, „aber das spek­tro­sko­pi­sche Mus­ter erstreck­te sich über etwa 15 Jah­re. Damit war klar, dass es sich bei die­ser Ent­de­ckung tat­säch­lich um den ers­ten im S‑Cluster beob­ach­te­ten Dop­pel­stern han­delt.“

Die Ergeb­nis­se wer­fen ein neu­es Licht auf die Fra­ge, was die mys­te­riö­sen G‑Objekte sein könn­ten. Das Team ver­mu­tet, dass es sich dabei um eine Kom­bi­na­ti­on aus Dop­pel­ster­nen, die noch nicht ver­schmol­zen sind, und dem Rest­ma­te­ri­al bereits ver­schmol­ze­ner Ster­ne han­deln könnte.

Die genaue Natur vie­ler der Objek­te, die Sagit­ta­ri­us A* umkrei­sen, sowie die Fra­ge, wie sie sich so nahe am super­mas­se­rei­chen Schwar­zen Loch gebil­det haben könn­ten, blei­ben ein Rät­sel. Doch schon bald könn­te die Auf­rüs­tung von GRAVITY+ zum VLT-Inter­fe­ro­me­ter und das METIS-Instru­ment am Extre­me­ly Lar­ge Telescope (ELT) der ESO, das der­zeit in Chi­le gebaut wird, dies ändern. Mit bei­den Ein­rich­tun­gen wird das Team noch detail­lier­te­re Beob­ach­tun­gen des galak­ti­schen Zen­trums durch­füh­ren kön­nen, die die Natur bekann­ter Objek­te ent­hül­len und zwei­fel­los wei­te­re Dop­pel­ster­ne und jun­ge Sys­te­me auf­de­cken wer­den. „Unse­re Ent­de­ckung lässt uns über die Exis­tenz von Pla­ne­ten spe­ku­lie­ren, da die­se oft um jun­ge Ster­ne her­um ent­ste­hen. Es scheint plau­si­bel, dass der Nach­weis von Pla­ne­ten im galak­ti­schen Zen­trum nur eine Fra­ge der Zeit ist“, so Peiß­ker abschließend.

MN/MP

Hintergrundinformationen

Die­se Stu­die wur­de in dem Arti­kel „A bina­ry sys­tem in the S clus­ter clo­se to the super­mas­si­ve black hole Sagit­ta­ri­us A*“ vor­ge­stellt, der heu­te in Natu­re Com­mu­ni­ca­ti­ons (doi: ) ver­öf­fent­licht wurde.

Das Team besteht aus F. Peiß­ker (Insti­tut für Phy­sik I, Uni­ver­si­tät zu Köln, Deutsch­land [Uni­ver­si­tät zu Köln]), M. Zajaček (Abtei­lung für Theo­re­ti­sche Phy­sik und Astro­phy­sik, Masa­ryk-Uni­ver­si­tät, Brünn, Tsche­chi­en; Uni­ver­si­tät zu Köln), L. Laba­die (Uni­ver­si­tät Köln), E. Bord­ier (Uni­ver­si­tät zu Köln), A. Eck­art (Uni­ver­si­tät zu Köln; Max-Planck-Insti­tut für Radio­as­tro­no­mie, Bonn, Deutsch­land), M. Mela­med (Uni­ver­si­tät zu Köln) und V. Karas (Astro­no­mi­sches Insti­tut der Tsche­chi­schen Aka­de­mie der Wis­sen­schaf­ten, Prag, Tschechien).

Links

• For­schungs­ar­ti­kel
• Fotos vom VLT

Link zur Pres­se­mit­tei­lung des ESO