Gesundheit : Die Milchstraße - eine Hexenküche

Veronika Winkler

In rund 26 000 Lichtjahren Entfernung sitzt das Zentrum der Milchstraße - eingehüllt in Staub- und Gaswolken, die die Beobachtung beträchtlich erschweren. Zwar ist das sichtbare Licht dadurch hoffnungslos abgeblockt. Im Röntgen-, Infrarot- und Radiowellenbereich sind aber "Blicke" auf den galaktischen Kern möglich.

Doch weit davon entfernt, damit ein klares Bild vom Zentrum unserer Galaxie vor Augen zu haben, sehen sich Kosmologen mit Daten konfrontiert, die erst einmal gedeutet werden müssen. So mutmaßen die Astrophysiker seit den achtziger Jahren, welche Vorgänge in der Mitte der Milchstraße das Röntgenlicht erzeugen. Insbesondere ist nicht klar, ob die Röntgenstrahlung diffus von weit ausgedehnten Gaswolken abgestrahlt wird, oder ob sie eher von vielen einzelnen Quellen kommt.

Wissenschaftler um Daniel Wang von der University of Massachusetts in Amherst (USA) haben nun eine Antwort auf diese Frage (veröffentlicht im Wissenschaftsmagazin "Nature", Band 415, Seite 148). Über vier Tage hinweg konnten sie mit Hilfe des amerikanischen Röntgen-Weltraumteleskops "Chandra" ein eindruckvolles Röntgenpanorama vom Herzen der Galaxie aufnehmen. Es deckt einen Streifen von mehreren hundert Lichtjahren Breite ab und zeigt etwa 1000 punktförmige Röntgenquellen, von denen zuvor nur 20 bekannt waren. Der Eindruck, den die Astrophysiker bei ihren Beobachtungen der Milchstraßenmitte bekamen: Es ist ein eher unwirtlicher Ort, bevölkert mit verschiedenen Exoten. "Im Zentrum der Milchstraße geht die Post ab", so Studienleiter Wang. "Mit diesen Bildern gewinnen wir einen neuen Einblick in das Zusammenwirken von Sternen, Gas und Staub, samt den Magnetfeldern und der Schwerkraft, die in der Region herrschen."

Wichtige Informationen gewann die Gruppe, indem sie die Strahlung analysierte, die vom Element Eisen stammt. Eisen verfügt im neutralen Zustand über 26 Elektronen. Den Forschern fiel nun am Licht der punktförmigen Objekte eine bestimmte Spektrallinie auf. Man ordnet sie hochionisiertem Eisen zu, das gleich 24 seiner Elektronen eingebüßt hat.

Was bedeutet das? Die Forscher schließen auf eine spezielle Art von Doppelsternsystemen. Wenn es derart brutal hergeht, ist einer der Partner ein kollabierter Stern: ein Weißer Zwerg, ein Neutronenstern oder gar ein Schwarzes Loch. Diese äußerst kompakten Himmelskörper saugen ihren weniger dichten Begleitern ständig Gas ab. Bevor das Gas in den gefräßigen Stern strudelt, heizt es sich stark auf und strahlt dabei das verräterische harte Röntgenlicht ab.

Auch wenn diese Emissionen einen beträchtlichen Teil der gesamten Strahlung ausmachen - im Ganzen dominiert diffuses, weicheres Röntgenlicht. Seine Herkunft ist nicht ganz klar. Wang und Kollegen tippen auf "kühleres" Gas in Supernova-Überresten, die immerhin rund 10 Millionen Grad heiß sind. Dort bilden sich im Eiltempo ständig neue, sehr massereiche Sterne, die nach einem wilden, umso kürzeren Leben in neuerlichen Supernova-Explosionen verpuffen.

Als ob das noch nicht genug wäre, lauert inmitten dieses hektischen Treibens ein riesiges Schwarzes Loch. Dieses Monster, glauben die Forscher, könnte in den letzten Jahrhunderten deutlich aktiver gewesen sein. Dann wäre die diffuse Strahlung einfach das Nachglühen der umgebenden Materie. Es sind Spekulationen, denn obwohl es viele Anzeichen gibt, dass Schwarze Löcher tatsächlich existieren: ganz sicher weiß man das bis zum heutigen Tag nicht. Direkt beobachten kann man diese Objekte nicht, weil nicht einmal Licht ihrer enormen Schwerkraft entkommen kann.

Es gibt aber indirekte Hinweise darauf, dass es das Schwarze Loch in unserem galaktischen Zentrum gibt. Ein Beispiel ist die Radioquelle namens "Sagittarius A*", die im Sternbild des Schützen liegt. Frühere Aufnahmen dieser Region im Infrarotbereich zeigten außerdem Millionen von Sternen, die im Bereich eines Lichtjahres rund um das Zentrum wirbeln. Von einigen dieser Objekte wurden die Umlaufbahnen und -geschwindigkeiten genau vermessen. So konnte man ermitteln, dass die zentrale Masse rund 2,6 Millionen Sonnenmassen schwer ist.

Vor wenigen Monaten hat ein anderer Fund von "Chandra" große Aufmerksamkeit erregt. Der Satellit hatte in unmittelbarer Nähe von Sagittarius A* erstmals einen starken Röntgenausbruch beobachtet, der über drei Stunden andauerte. Aus dessen Helligkeitsverlauf schlossen die Astronomen, dass sich die gewaltige Masse in einem Bereich konzentriert, dessen Durchmesser kleiner ist als die Umlaufbahn des Planeten Mars - ein weiterer Hinweis auf das Schwarze Loch.

Dieses Jahr werden auch Radioteleskope verstärkt auf die Quelle Sagittarius A* achten. Sollte sich im Röntgen- und Radiobereich ein weiterer solcher Ausbruch ereignen, würden selbst Fachleute nicht mehr an die Existenz des Schwarzen Loches zweifeln.

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