Infraroter Blick ins Herz der Milchstraße: Das Kreuz markiert das mutmaßliche Schwarze Loch mit 4 Millionen Sonnenmassen im Zentrum (Sgr A*), S2 ist ein Stern, der ihm alle 16 Jahre extrem nahe kommt, und IRS 16 ein beliebtes Referenzobjekt. [ESO/MPE/S. Gillessen et al.]
Ein Stern, der auf einer elliptischen Umlaufbahn alle 15,6 Jahre dem mutmaßlichen Schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße extrem nahe kommt, kann auch mit dem neuen Spezialinstrument GRAVITY des Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte verfolgt werden, hat sich nun bei Testbeobachtungen heraus gestellt: Damit wird seine Bahn beim nächsten Besuch Mitte 2018 dramatisch besser zu verfolgen sein als beim letzten Mal 2002 – und die Allgemeine Relativitätstheorie kann auf ganz neue Weise getestet werden.
Der Stern „S2“ – oder „S0-2“, wie er bei amerikanischen Konkurrenten heißt – kommt bis auf 17 Lichtstunden oder 18 Mrd. km an das Schwarze Loch „Sgr A*“ heran, wo dessen gewaltige Schwerkraft den Raum bereits gewaltig krümmt: Jedes Mal dreht sich dadurch die Bahnellipse im Raum um 0,2°. Das ist um einen Faktor 6500 mehr als was dem Planeten Merkur im Sonnensystem widerfährt, bei dem solch eine Periheldrehung zum ersten Mal beobachtet worden war, die erst die Allgemeine Relativitätstheorie vor 101 Jahren zu erklären vermochte. Die genaue Bahnverfolgung von S2 in diesem Schwerefeld, das er mit 2,5% der Lichtgeschwindigkeit durchquert, wird besonders gut testen können, ob die Theorie exakt stimmt, woran zu zweifeln es allerdings keinen erkennbaren Grund gibt.
Das Instrument GRAVITY arbeitet mit einem ausgeklügelten unterirdischen Spiegelsystem zusammen, das das Licht der Einzelteleskope des VLT wellenlängengenau zusammen führt: Dieses VLT-Interferometer kann dadurch die enorme Winkelauflösung eines Teleskops erreichen, das einen Durchmesser von bis zu 130 Metern hätte. Dabei liefert es zwar keine schönen Bilder sondern nur indirekte Informationen über Helligkeitsmuster und Winkelabstände, dies aber höchst genau. Und so wird es möglich, die Distanz von S2 zu anderen Sternen in der Nähe von Sgr A* (ausgesprochen „Sagittarius A Stern“) viel präziser zu vermessen als dies auf normalen Fotos mit denselben Teleskopen möglich war, die einzeln eine 15-mal schlechtere Auflösung haben: Die Genauigkeit entspricht nun wenigen Zentimetern auf dem Mond. Optische Interferometrie erfordert in der Regel ziemlich helle Objekte, und so war es vor den Testbeobachtungen mit GRAVITY, bei denen das Licht aller vier 8-Meter-Teleskope zusammen gebracht wurde, keineswegs sicher gewesen, dass S2 überhaupt in Reichweite war. Aber nicht nur das konnte nun bestätigt werden: Das klare Interferenzbild zeigt auch, dass es sich um einen Einzelstern ohne nahe Begleiter handelt, was ihn zu einem besonders guten ‚Probekörper‘ für den Relativitäts-Test macht.
Daniel Fischer
LINKS:
ESO Press Release: https://www.eso.org/public/news/eso1622.
PM der MPG: http://www.mpe.mpg.de/6599710/news20160623.
ESO Release von 2002: http://www.eso.org/public/unitedkingdom/news/eso0226.
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