155 31Unser Milchstraßensystem 31.7 Ein supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum der Galaxis Nachdem das Zentrum der Galaxis Mitte der 1970erJahre mit der punktförmigen Radioquelle Sgr A* identiiziert wurde, begann die Jagd der Astronomen auf dieses Zentrum. Sie erreichte ihren vorläuigen Höhepunkt mit der Entdeckung eines supermassereichen Schwarzen Lochs von etwa vier Millionen Abb. 31.10 E Paranal-Observatorium in der Atacamawüste in Chile auf 2600 m Meereshöhe Abb. 31.8 E Die Galaxis, illustriert nach Aufnahmen des Weltraumteleskops Spitzer Sonne Abb. 31.9 E Zahl der Sterne zehnter Größe pro Quadratgrad der Milchstraße in Abhängigkeit von der galaktischen Länge 800 600 400 200 0 18 0° Au r La c Cy g Aq l Sc u Sg r galaktische Länge N or Ce n Ca r Ve l Pu p 15 0° 12 0° 90 ° 60 ° 30 ° 0° 33 0° 30 0° 27 0° 24 0° 21 0° 18 0° Za hl d er S te rn e 10 . G rö ß e pr o Q ua dr at gr ad Sonnenmassen im Zentrum der Galaxis. Zurzeit muss ein solches Monster „hungern“, denn es macht sich nicht durch besonders intensive Strahlung bemerkbar. Der Nachweis für die Existenz des Schwarzen Lochs lässt sich daher nur über die Beobachtung der Bewegung sehr zentrumsnaher Sterne um dieses vermutete Schwarze Loch führen. Ein Durchbruch bei diesem Projekt gelang 2002 einem internationalen Team unter Führung des MaxPlanck-Instituts für extraterrestrische Physik (MPE) in Garching bei München. Die Astronomen konnten eines der vier leistungsstarken 8,2-m-Teleskope (Very Large Telescope, VLT) der ESO auf dem Cerro Paranal (Abb. 31.10) einsetzen. Vom Glück begünstigt, konnte zu diesem Zeitpunkt gerade der Durchgang des zentrumsnahen Sterns S2 durch das Perizentrum seiner Bahn beobachtet werden. Dies ist der Punkt, der dem Massezentrum am nächsten liegt und in dem S2 seine größte Geschwindigkeit von annähernd 3 % der Lichtgeschwindigkeit erreichte. Jetzt konnte die Keplerbahn von S2 und die Zentralmasse sehr genau berechnet werden. Das Ergebnis war spektakulär. S2 bewegt sich auf einer Ellipse, deren Perizentrum nur 120 AE (entspricht dem dreifachen Abstand Plutos von der Sonne) von Sgr A* entfernt liegt (Abb. 31.11). Die Zentralmasse dieser Ellipse beträgt etwa vier Millionen (!) Sonnenmassen, ihr Ort fällt mit dem von Sgr A* zusammen. Damit hatte man gezeigt, dass in einem Volumen mit dem ungefähren Durchmesser unseres Sonnensystems vier Millionen Sonnenmassen eingeschlossen sind. Die Astronomen sind sich einig, dass das exotische Objekt im Zentrum unserer Galaxie nur ein supermassereiches Schwarzes Loch sein kann. N u r zu P rü fz w e c k e n E ig e n tu m d e s C .C . B u c h n e r e rl a g s