Trubel im Zentrum der Milchstraße

Die Strahlung aus der Umgebung des supermassereichen Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße flackert auf überraschende Art und Weise, berichtet ein Forschungsteam im Fachblatt „Astrophysical Journal Letters“. Statt der erwarteten einzelnen Strahlungsausbrüche zeigen Beobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop ständige Änderungen der Helligkeit um Sagittarius A* – auf Zeitskalen von Sekunden bis hin zu Monaten.

„Helligkeitsausbrüche erwarten wir bei allen supermassereichen Schwarzen Löchern,“ erläutert Farhad Yusef-Zadeh von der Northwestern University in den USA, „doch unser Schwarzes Loch ist anders: Es brodelt nur so vor Aktivität und kommt niemals zur Ruhe.“ Die Gruppe um Yusef-Zadeh beobachtete Sagittarius A* in den vergangenen zwei Jahren mehrere Male für jeweils acht bis zehn Stunden im Infrarotbereich. „Bei jeder Beobachtung stellten wir Veränderungen fest“, so der Wissenschaftler weiter, „es blieb nie, wie es war.“

Ursache für langfristige Variationen bisher unklar

Schwarze Löcher wie Sagittarius A*, das etwa die viermillionenfache Masse der Sonne enthält, sind von schnell rotierenden Scheiben aus Gas umgeben. Das Gas in diesen Akkretionsscheiben erhitzt sich durch Reibung und leuchtet dadurch auf. Genau diese Strahlung haben die Forschenden nun mit dem James-Webb-Teleskop gemessen. Dabei stießen sie auf ein ständiges schwaches Flackern im Bereich von wenigen Sekunden, auf tägliche sehr helle Strahlungsausbrüche und auf langfristige Schwankungen über Monate hinweg. Erwartet hatte das Team lediglich die Strahlungsausbrüche und zwischen ihnen ruhige Phasen konstanter Helligkeit.

Die Gruppe vermutet, dass unterschiedliche Prozesse für das überraschende Verhalten verantwortlich sind. Das schwache Flackern gehe wahrscheinlich auf Turbulenzen innerhalb der Akkretionsscheibe zurück, während die hellen Ausbrüche möglicherweise durch schlagartige Veränderungen im Magnetfeld um das Schwarze Loch ausgelöst werden. Für die langfristigen Variationen haben Yusef-Zadeh und sein Team bislang keine Erklärung.

Sagittarius A* ist mit einer Entfernung von etwa 26 000 Lichtjahren das der Erde am nächsten gelegene supermassereiche Schwarze Loch. Es bietet Astronominnen und Astronomen daher die Chance, durch genaue Beobachtungen die Prozesse in der Umgebung solcher Objekte zu erforschen. Die Gruppe um Yusef-Zadeh hat bereits weitere Beobachtungszeit am James-Webb-Teleskop beantragt, um die Helligkeit von Sagittarius A* möglichst ununterbrochen über einen Zeitraum von mindestens 24 Stunden zu messen. So wollen die Forschenden beispielsweise herausfinden, ob die Schwankungen sich wiederholen oder periodisch auftreten, um den Ursachen für das rätselhafte Flackern weiter auf die Spur zu kommen.

Zentrum der Milchstraße im Nahinfrarotbereich