Ein Stern, der ein supermassereiches Schwarzes Loch im Herzen der Milchstraße umkreist, bewegt sich auf eine Weise, die der Physiker Albert Einstein vor mehr als einem Jahrhundert vorhergesagt hat, haben Astronomen herausgefunden.
Die Umlaufbahn des Sterns, S2 genannt, hat die Form einer Rosette, was durch Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie gestützt wird.
S2 umkreist das supermassereiche Schwarze Loch Sagittarius A*, das 26.000 Lichtjahre von der Sonne entfernt ist, einmal alle 16 Jahre.
Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Astronomy &Astrophysics veröffentlicht , sind das Ergebnis von 27 Jahren Beobachtungen des Sterns mit einer Reihe von Instrumenten, darunter das Very Large Telescope des European Space Observatory in der Atacama-Wüste in Chile.
Reinhard Genzel, Direktor am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) in Deutschland und Architekt des Programms, sagte, der erste Beweis der Allgemeinen Relativitätstheorie sei in der Umlaufbahn des Merkur um die Sonne zu sehen.
Er fügte hinzu:„Hundert Jahre später haben wir jetzt den gleichen Effekt in der Bewegung eines Sterns entdeckt, der die kompakte Radioquelle Sagittarius A* im Zentrum der Milchstraße umkreist.
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„Dieser Beobachtungsdurchbruch bekräftigt den Beweis, dass Sagittarius A* ein supermassereiches Schwarzes Loch von vier Millionen Sonnenmassen sein muss.“
Am nächsten ist S2 weniger als 20 Milliarden Kilometer von Sagittarius A* entfernt, was etwa der 120-fachen Entfernung zwischen Erde und Sonne entspricht. Damit ist S2 einer der nächsten Sterne, die jemals im Orbit um den riesigen Riesen gefunden wurden.
Während er Sagittarius A* umkreist, folgt der Stern einer Ellipse, aber der Punkt der größten Annäherung an das Schwarze Loch liegt nicht immer an derselben Stelle.
Stattdessen bewegt es sich langsam um das supermassive Objekt herum und erzeugt eine Rosettenform. Diese Drehung der Umlaufbahn wird als Präzession bezeichnet.
Die Allgemeine Relativitätstheorie liefert eine genaue Vorhersage, wie stark sich diese Umlaufbahn ändert, und laut den Wissenschaftlern stimmen die Messungen aus ihrer aktuellen Forschung genau mit der Theorie überein.
Dieses als Schwarzschild-Präzession bekannte Phänomen war noch nie zuvor für einen Stern gemessen worden, der ein supermassereiches Schwarzes Loch umkreist.
Die Forscher glauben, dass ihre Ergebnisse dazu beitragen könnten, die Geheimnisse der supermassereichen Schwarzen Löcher zu lüften.
Guy Perrin und Karine Perraut, die französischen leitenden Wissenschaftler des Projekts, sagten:„Da die S2-Messungen so gut der Allgemeinen Relativitätstheorie folgen, können wir strenge Grenzen setzen, wie viel unsichtbares Material, wie etwa verteilte Dunkle Materie oder mögliche kleinere Schwarze Löcher, vorhanden ist um Sagittarius A* vorhanden.
„Dies ist von großem Interesse für das Verständnis der Entstehung und Entwicklung von supermassereichen Schwarzen Löchern.“