Robert Klatt
Astronomen haben einen Ring aus etwa 10.000 Grad Celius heißem Wasserstoff um das Schwarze Loch Sagittarius A* entdeckt. Direkt am Ereignishorizont erreicht der Wasserstoff Temperaturen von etwa einer Million Grad Celsius.
Princeton (U.S.A.). Astronomen des National Radio Astronomy Observatory haben mithilfe des ALMA-Teleskops in der Milchstraße einen rotierenden Ring aus kühlem Wasserstoff entdeckt, der sich im Abstand eines hundertstel Lichtjahrs um das Schwarze Loch Sagittarius A* bewegt. Das supermassereiche Schwarzen Loch Sagittarius A* befindet sich etwa 26.000 Lichtjahre entfernt von der Erde in unserer Galaxie.
Trotz der enormen Masse des Objekts, die etwa dem 4,3 millionenfachen der Sonne entspricht, ist es Wissenschaftlern noch nicht gelungen eine Aufnahme des Schwarzen Lochs anzufertigen. Bisher konnten lediglich Magnetfelder und Gase aufgezeichnet werden, die sich in der Nähe des Ereignishorizonts befinden. Die Ergebnisse der Forschung, die im Fachmagazin Nature veröffentlicht wurden, helfen nun dabei das Wissen über Schwarze Löcher weiter auszubauen.
Wasserstoff, der sich in der unmittelbaren Umgebung des Schwarzen Lochs befindet ist mehr als eine Millionen Grad Celsius heiß. Es tritt aber auch Wasserstoff auf, der mit Temperaturen von etwa 10.000 Grad Celsius verhältnismäßig kalt ist. Wie viel davon im Weltraum und besonders in der Nähe von Schwarzen Löchern vorhanden ist und wie sich das Gas verteilt, wurde zuvor noch nicht untersucht.
Problematisch ist dabei, dass sehr heißes Wasserstoff-Gas starke Röntgenstrahlung verursacht, die leicht beobachtet werden kann. Beim relativ kühlen Gas, das nun im Fokus der Forschung stand, fehlt diese Strahlung, was die Beobachtung erschwert. Stattdessen haben die Wissenschaftler mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) das Gas anhand von typischen Linien untersucht, die durch die Rekombination in der Nähe von Schwarzen Löchern entstehen. Die starke Strahlung sorgt dafür, dass Wasserstoffatome erst ionisiert werden, um danach wieder mit ihren Elektronen vereinigt zu werden, was sie wieder zu neutralen Atomen macht.
Die Beobachtung des 10.000 Grad heißen Wasserstoffs zeigt, dass das Gas eine sich um das Schwarze Loch drehende Scheibe bildet. Die Entfernung von einem hundertstel Lichtjahr entspricht circa der tausendfachen Entfernung unseres Planeten zur Sonne. Das Gewicht der Scheibe liegt bei etwa 10 Prozent der Masse des Jupiters. Überraschend ist laut den Forschern die Ausrichtung der Gasscheibe, die zwar in die gleiche Richtung wie die meisten Sterne rotiert aber aus „Ausrichtung besitzt, die bisher bei keinem anderen Objekt im Zentrum der Galaxie gefunden werden konnte.“
Wie genau der Ring aus Wasserstoff strukturiert ist konnte bisher nicht aus den Daten erhoben werden. Es ist lediglich bekannt, dass zwischen 100.000 und einer Million Wasserstoffteilchen pro Kubikzentimeter Gas vorhanden sind. Unklar ist, ob der Wasserstoff in Klumpen vorliegt oder gleichmäßig verteilt ist. Auch eventuelle Wechselwirkungen zwischen der Scheibe und dem wesentlich heißerem Gas am Ereignishorizont des Schwarzen Lochs sind noch unerforscht.
