Objekt des Monats
September 2014
Zentrum unserer Milchstraße

  
  Das Zentrum unserer Milchstraße liegt im Sternbild Schütze. Dieses Sternbild enthält besonders viele Sterne und Nebel, die Milchstraße ist hier besonders prächtig, doch das galaktische Zentrum selbst ist hinter dunklen Staubwolken der interstellaren Materie verborgen. Im sichtbaren Licht kann es daher nicht beobachtet werden, da das sichtbare Licht auf dem Weg vom galaktischen Zentrum zur Erde um etwa 30 Magnituden (Faktor 1012) abgeschwächt wird.  
   
 

Aus der Bewegung der das galaktische Zentrum umgebenden Objekte können Rückschlüsse auf die Struktur des galaktischen Zentrums gezogen werden. Weitere Informationen erhalten die Astronomen aus Infrarot – und Radiobeobachtungen.

Schon in den späten 1970er-Jahren wurde im galaktischen Zentrum die Bewegungen von Gas nachgewiesen. Hier blieben aber noch letzte Zweifel, da Gas auch von anderen Kräften als der Schwerkraft bewegt werden kann (zum Beispiel durch Magnetfelder oder Sternwinde). Um diese Frage endgültig beantworten zu können fehlten damals die Beobachtungen mit hoher räumlicher Auflösung.

Seit den 1990er-Jahren haben deshalb deutsche und amerikanische Forschergruppen die Bewegung der Sterne des zentralen Sternhaufens mit immer höherer räumlicher Auflösung untersucht. Die Zunahme der Bewegungsgeschwindigkeiten der Sterne in der Nähe der zentralen Masse konnte bis unter 0,1 Bogensekunden Abstand verfolgt werden. Astronomen konnten die Masse dieses Zentrums mit relativ hoher Genauigkeit auf etwa 4,31 Millionen Sonnenmassen bestimmen.

Die Frage ist nun: Wie groß ist der Raum in dem sich so viel Masse befindet?
Erst nach dem Jahr 2000, mit der Auswertung von Beobachtungen des galaktischen Zentrums aus Datenmaterial von über 20 Jahren Beobachtungen der ESO wurde die Vermutung eines schwarzen Loches im Zentrum zur Gewissheit.    
Die Sterne im Zentrum der Milchstraße liegen so dicht beieinander, dass spezielle Beobachtungstechniken wie die so genannte adaptive Optik erforderlich waren, um das Auflösungsvermögen des VLT (Very Large Telescop, 4 Teleskope mit 8,2 Meter Spiegeldurchmesser) zu steigern. Damit gelang es, einzelne Sterne und ihre Umlaufbahnen um das galaktische Zentrum mit noch nie da gewesener Präzision zu beobachten. Aus Bahnformen und Umlaufzeiten ergibt sich eindeutig, dass die betreffenden Sterne um ein supermassereiches Schwarzes Loch umlaufen, das knapp drei Millionen Mal soviel Masse besitzt wie unsere Sonne
Wie sieht es nur im Zentrum unserer Milchstraße aus?
Aus der ESO Veröffentlichung vom Oktober 2002: Es konnte die Annäherung eines Sterns an die Radioquelle Sagittarius A (SgrA) von 17 Lichtstunden gemessen werden. Die Umlaufdauer dieses Sterns beträgt 16 Jahre. (Pluto braucht 248 Jahre) Diese Messungen bestätigen die Annahme eines schwarzen Lochs im Zentrum.

 
 

Die Abbildung linkes zeigt die Bewegung dieses Sterns um das zentrale schwarze Loch in unserer Milchstraße. Es konnte fast der volle Umlauf des Sterns verfolgt werden. Das war ein entscheidender Beitrag für die Messgenauigkeit und das Verständnis dieser Region. Dabei erhält man eine große Halbachse der Bahn von ca 2 Lichttage, was etwa das 15-fache der Plutoentfernung zur Sonne entspricht. Jedoch beträgt die Umlaufdauer nur 16 Jahre, Pluto braucht dagegen 248 Jahre. Daraus lässt sich die Masse des Zentrums der Milchstraße auf ungefähr 3 Millionen Sonnenmassen abschätzen.