Untersuchung des galaktischen supermassereichen Schwarzen Lochs

Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff
Es liegen jetzt erdrückende Hinweise vor, daß das Zentrum unserer Milchstraße ein gewaltiges Schwarzes Loch mit einer Masse von ungefähr vier Millionen Sonnen beheimatet. Die höchst überzeugenden Daten stammen von den Bewegungen der in der Nähe des Objekts befindlichen Sterne. Deren Umlaufbahnen, über sechzehn Jahre hinweg verfolgt, zeigen, wie sie auf eine gekrümmte Bahn um eine unsichtbare Masse dieser Größenordnung gezwungen werden. Mehr noch: die Daten lassen den Schluß zu, daß die gewaltige Masse in weniger als 100 AE zusammengedrängt ist (eine AE – Astronomische Einheit – ist die durchschnittliche Entfernung der Erde von der Sonne). Darüber hinaus bewegen sich die beobachteten Sterne mit mehr als 5.000 km/s, während eine extrem helle Radioquelle, die mit der unsichtbaren Masse in Verbindung steht, mit 1 km/s oder weniger nahezu bewegungslos erscheint. Dies besagt, daß die Quelle viel mehr Masse als die um sie herum schwingenden Sterne enthalten muß.
Neuere Messungen der Ausdehnung der Radioquelle kommen zu dem Ergebnis, daß sie kleiner als eine AE ist. Die Verbindung von Masse und Radius der Radioquelle liefert eine unvorstellbar hohe Dichte, die nur von einem Schwarzen Loch erreicht werden kann. Die Entstehung und Entwicklung unserer Galaxis wurde durch dieses supermassereiche Schwarze Loch (supermassive black hole = SMBH) sehr stark beeinflußt und daher versuchen Astronomen, so viel als möglich von dessen Eigenschaften zu verstehen. Es ist ferner auch das zu uns mit Abstand am nächsten gelegene spektakuläre Objekt dieser Art; dieses SMBH läßt sich viel einfacher untersuchen als seine Verwandten in den Zentren entfernter Galaxien.
Astronomen vermuten, daß eine Scheibe aus sehr heißem Material die meisten SMBHs umgibt und daß die Scheibe einen Hot Spot (oder Spots) besitzt, der um das Schwarze Loch kreist. Eine Gruppe aus fünf Astronomen, bestehend aus Mark J. Reid, Avery E. Broderick, Abraham Loeb Mareki Honma und Andreas Brunthaler setzten hochgenaue radioastronomische Techniken ein, um zu versuchen, die Bewegungen irgendeines Hot Spots mit Hilfe der offenkundigen Position seiner Radioemission über einige Stunden zu verfolgen; in dieser Zeit dürfte sich solch ein Spot weit genug bewegt haben, um gemessen zu werden. Die Messung ist äußerst schwierig, da die Strahlung schwach ist, die Beobachtung dennoch ziemlich kurz (weniger als eine Stunde) sein muß und weil die heiße Scheibe weitere Prozesse aufweist, die das Ergebnis verfälschen können. Ungeachtet der Schwierigkeiten hatte die Gruppe Erfolg. Sie konnte eine Grenze von unter rund 0.6 AE für jede Bewegung eines Hot Spots festlegen – eine beachtliche Genauigkeit, die nah an die Möglichkeit herankommt, um einige der wichtigsten relativistischen Theorien über das Verhalten von SMBHs zu testen. Weitere Forschungen, eher bei Millimeter- oder Submillimeter-Wellenlängen als bei Radiowellenlängen, können dieses Ergebnis in den Bereich ausdehnen, wo die Modelle vorhersagen, daß Hot Spots auf diesen kurzen Zeitskalen gemessen werden sollten.