Das schwarze Loch der Milchstra├če ignoriert seinen "Snack" und debattiert Wirbel

Anfang des Jahres beobachteten Astronomen eifrig, wie sich eine Gaswolke dem riesigen schwarzen Loch im Herzen unserer Milchstraße gefährlich näherte - wie ein Gnu, das auf einen Löwen zugeht. Die Erwartung wuchs, ob nun ein Teil der Wolke den Punkt der Wiederkehr überschritt oder hilflos in diesen klaffenden schwarzen Schlund gezogen wurde.

Die Zerstörung der Gaswolke G2 durch das supermassereiche Schwarze Loch der Milchstraße (die Wissenschaftler Sagittarius A * nennen) wurde für die Astronomie zu einem der wichtigsten Ereignisse des Jahres erklärt.

"Es war eines der am meisten beobachteten Ereignisse in der Astronomie in meiner Karriere", sagte Andrea Ghez, eine Astrophysikerin an der UCLA, in einer Erklärung. [Schwarzes Loch der Milchstraße, um eine Gaswolke zu essen (Bilder)]

Aber heute ist Ghez nicht davon überzeugt, dass es ein Black-Hole-Fütterungsereignis geben wird, weil sie denkt, dass die G2-Gaswolke überhaupt keine Wolke ist. Stattdessen vermuten Ghez und ihre Kollegen, dass das seltsame Objekt tatsächlich ein versteckter Stern ist.

Wenn das der Fall ist, könnte der Stern sicher um Sagittarius A * herumgehen (ausgesprochen "Sagittarius A-Stern", kurz Sgr A *). Noch im August beobachtete Ghez 'Team, dass G2 immer noch kompakt ist, was darauf hindeutet, dass es sich um einen fest gebundenen Körper handelt.

"G2 überlebte und fährt glücklich auf seiner Umlaufbahn", sagte Ghez in einer Erklärung. "Eine Gaswolke würde das nicht tun."

Klingt wie eine Überlebensgeschichte von kosmischen Proportionen, oder? Aber nicht so schnell. Es ist, gelinde gesagt, selten, dass ein Stern in einer Gaswolke existiert, die so dick ist, dass Astronomen den Stern nicht sehen können.

"Das zentrale Merkmal eines Sterns ist gewissermaßen, dass man die Photosphäre sieht", sagt Stefan Gillessen, Forscher am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in der Nähe von München, wo G2 erstmals von den Astronomen identifiziert wurde eine reine Gaswolke.

Der Ball ist seit über einem Jahr so ÔÇőÔÇőhin und her gegangen. Ghez und ihre Gruppe glauben, dass ihre jüngsten Ergebnisse den Fall beenden; aber Gillessen behauptet, dass die Gaswolke-Theorie noch nicht fertig ist. Während mehr Daten oft zu einem wissenschaftlichen Rätsel beitragen, haben die Beobachtungen bisher nur das Rätsel von G2 vertieft.

Das Datum von G2 ist zerstört

Astronomen, die das Very Large Telescope in Chile einsetzten, begannen im Jahr 2002 mit der Überwachung von G2. Ende 2011 gab Gillessen bekannt, dass die enge Passage von G2 um Sgr A * es wahrscheinlich zu einem Snack für das Schwarze Loch machen würde.

Frühere Studien haben gezeigt, dass viele Schwarze Löcher in unserem Universum regelmäßig Gas, Staub und andere Materie aufnehmen. Leider sind sie für Wissenschaftler zu weit weg, um ihre Ernährungsgewohnheiten genau zu beobachten. Unterdessen glauben Wissenschaftler, dass Sgr A * fastet: dass kaum etwas daran beteiligt ist. Zu sehen, dass unser schwarzes Loch sogar einen kleinen Snack isst, sagte Gillessen, wäre eine einmalige Gelegenheit. [Quiz: Grundlagen des Schwarzen Lochs]

Die Aufmerksamkeit der Medien wurde nach der Ankündigung von Gillessen schnell wahrgenommen und setzte sich bis ins Jahr 2014 fort, als sich die Astronomen darauf vorbereiteten, dass G2 seinen nächsten Ansatz verfolgt.

Gillessens frühe Hypothese suggerierte, dass es vielleicht eine Lichtshow geben könnte, wenn G2 Sgr A * näher kam: Eine Schockwelle zwischen der sich schnell bewegenden Gaswolke und dem Gas um das Schwarze Loch könnte Röntgenstrahlen oder Radiowellen erzeugen.

Aber bis Juli war klar, dass kein Feuerwerk stattfinden würde. Nachrichtenreporter waren enttäuscht, und Gillessen musste seine Ideen über die Natur des Mystery-Objekts überarbeiten.

Gillessen gehört zur Infrarotgruppe von Max Planck unter der Leitung von Reinhard Genzel, der seit mehr als 20 Jahren das galaktische Zentrum erforscht. Genzel und Ghez werden gemeinsam, aber unabhängig davon, bescheinigt, dass das Objekt im Zentrum der Galaxie ein supermassives Schwarzes Loch ist.

Beginnend in der Mitte der 1990er Jahre und bis in die frühen 2000er Jahre, rasteten die beiden Teams gegeneinander, um die Bewegungen der Sterne um Sgr A * zu beobachten (Gillessen trat 2004 in Genzels Gruppe ein). Beide Gruppen zeigten, dass sich die Sterne so schnell und mit so engen Bahnen bewegten, dass ihre Bewegungen nur durch eine phänomenal große Gravitationskraft erklärt werden konnten.

Im Jahr 2012 teilten sich Genzel und Ghez den Crafoord-Preis der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften in Astronomie für ihre Arbeit zur Identifizierung von Sgr A *.

Beide Gruppen studieren immer noch das galaktische Zentrum, eine Region, die, wie Ghez und Gillessen sagen, viele Unbekannte enthält. G2 ist nur eine Frage unter vielen, die sie beantworten wollen.

Avi Loeb, ein theoretischer Astrophysiker in Harvard, hat an mehreren Modellen von G2 gearbeitet - einige davon zeigen, wie G2 ein Stern sein könnte und andere, die erklären, wie es eine Gaswolke sein könnte. Er brachte eine Erklärung vor, auf die Gillessen in seiner jüngsten Arbeit Bezug nimmt: G2 ist ein Gasstrom, der von einem gesunden Stern am Schwarzen Loch abgeschossen wird.

Loebs Theorie besagt, dass, wenn das der Fall ist, G2 tatsächlich in einer Reihe von Gasklumpen wäre - das heißt, es sollte mehr G2-ähnliche Objekte nicht weit dahinter geben. Die Gaswolken würden der gleichen Umlaufbahn folgen wie Perlen, die über eine Schnur gleiten. Dieser Perleneffekt wurde in den Trümmern des Kometen Shoemaker-Levy 9 beobachtet, als er in Jupiter einbrach.

Trotz dieser Arbeit sagte Loeb, dass er keine bevorzugte Theorie über G2 hat.

"Ich habe im Laufe der Jahre gelernt, dass es besser ist, keine Erklärung zu bevorzugen, bevor die Daten reinkommen", sagte er. "Astronomie ist ein von Daten ausgehungertes Feld. [...] Die Menschen geraten manchmal in die Falle, zu entscheiden, was die Antwort ist, anstatt auf die Antwort zu warten."

G2: Ein Stern aus zwei?

Gillessen räumt ein, dass es Probleme mit der Gaswolke-Theorie gibt. Vor allem, wenn G2 eine Gaswolke ist, könnte sie 100 Jahre oder länger das Schwarze Loch umkreist haben.Die Tatsache, dass Astronomen es zufällig in einem so wichtigen Moment in seinem Leben beobachtet haben, scheint ein Glücksfall zu sein - und sowohl Gillessen als auch Ghez sind sich einig, dass man in der Astronomie vorsichtig sein sollte. [8 Verblüffende Astronomie-Geheimnisse]

"Man muss sich Sorgen um die, Just-So'-Szenarien machen", sagte Ghez. "Während die Leute über diese Gaswolkenhypothese sehr aufgeregt sind, ist es tatsächlich ein weniger wahrscheinliches Szenario."

Die Wissenschaft bietet selten einen definitiven Beweis für irgendetwas. Stattdessen müssen Wissenschaftler Beweise sammeln, bis eine Schlussfolgerung zu groß wird, um ignoriert zu werden. Für Ghez ist dieser Moment für G2 gekommen.

"Ich bin ziemlich überzeugt, dass es ein zentraler Star sein muss", sagte sie. "Ich sehe nicht, wie du es umgehen kannst."

Das Papier, das Ghez und ihre Kollegen im Oktober veröffentlichten, schlägt vor, dass G2 ein Stern ist, der sich aus zwei anderen Sternen zusammensetzt.

Zwei Sterne, die sich umkreisen - bekannt als Doppelsterne - sind in unserer Galaxie sehr verbreitet, sagte Ghez zu ProfoundSpace.org. Wenn eine dritte Gravitationskraft wie ein schwarzes Loch in das Bild eindringt, kann sie die reguläre Umlaufbahn der Sterne stören, wodurch sie kollidieren. Diese binären Fusionssterne wurden bereits früher beobachtet, sagte Ghez, und dieser gewaltsame Prozess kann Material aufschleudern und eine massive Gaswolke um den neuen Sternkörper erzeugen. Dies, wie sie und ihre Kollegen vorgeschlagen haben, würde die scheinbar undurchdringliche Gaswolke von G2 erklären.

Wenn man weiter geht, könnten diese Arten von Objekten in der Nähe des galaktischen Zentrums sehr verbreitet sein, sagte Ghez. Während G2 im Moment wie ein seltsames Objekt erscheint, sehen Wissenschaftler vielleicht den ersten von vielen binär erzeugten Sternen in der Nähe von Sgr A *.

Nur die Zeit kann es verraten

Wenn die Gaswolke-Theorie falsch ist, wird sie höchstwahrscheinlich die erste sein, die untergeht. Wenn G2 bis Ende 2015 kompakt bleibt, sagte Gillessen, dass es keine "reine Gaswolke" gebe.

"Wenn das nächstes Jahr die Beobachtung wäre, dann nehme ich es gerne an", fügte er hinzu.

Aber selbst wenn die Gaswolke-Theorie widerlegt ist, heißt das nicht, dass Ghez 'Theorie notwendigerweise korrekt ist. Ihre Gruppe wird mehr Beweise sammeln müssen, um ihre Theorie der Sternfusion zu unterstützen.

Erst letzte Woche trafen sich Ghez und Gillessen zum ersten Mal auf einer Konferenz und diskutierten ihre Ergebnisse. Anstatt zu klären, sagte Gillessen, dass er jetzt mehr verwirrt ist von der jüngsten Arbeit der UCLA-Gruppe.

Während es früher möglich war, die Ergebnisse der UCLA-Gruppe in das Gaswolkenmodell zu integrieren, scheinen sich die Beobachtungen der beiden Gruppen "widersprechen", sagte Gillessen. Er ist sich nicht sicher, wie jedes Modell sie vollständig erklären kann.

"Es ist nicht leicht, diese beiden Beobachtungen in Einklang zu bringen", sagte Gillessen. "Wenn diese Diskrepanz weiterhin besteht, bin ich wirklich verwirrt."