Seit mehreren Jahren beobachten Astronomen kleine, dichte Gaswolken, die auf das supermassive Schwarze Loch Sagittarius A* im Zentrum unserer Milchstraße zustürzen. Bis vor kurzem blieb ihr Ursprung unklar. Doch ein Forschungsteam unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik (MPE) bietet eine verlockende Erklärung: Ein massiver Doppelstern in der Nähe könnte die Quelle dieser Wolken sein.
Das galaktische Zentrum ist eine sehr aktive Umgebung mit einem supermassiven Schwarzen Loch, das von Sternen und Gas umgeben ist. In den letzten Jahren haben Infrarotbeobachtungen mehrere dichte, kompakte Gaswolken in der Nähe von Sgr A* entdeckt. Wie diese Wolken entstehen und das Schwarze Loch versorgen, war lange eine offene Frage für die Wissenschaftler.
Astronomen haben Hinweise gefunden, dass ein massiver Doppelstern in der Nähe des Zentrums der Milchstraße Gasansammlungen erzeugen könnte, die in Richtung Sagittarius A* driften.
Bildnachweis: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI) Die Astronomen identifizierten 2012 erstmals eine kompakte Wolke aus ionisiertem Gas, die heute als G2 bekannt ist. Sie enthält das Äquivalent einiger Erdmassen und strahlt Licht aus, das für heißes Gas mit Staub vermischt charakteristisch ist. G2 folgt einer langgestreckten Umlaufbahn um Sgr A* und besitzt eine schwache Spur namens G2t. Bei der Untersuchung älterer Daten fanden die Forscher ein ähnliches Objekt, das sie G1 nannten und das einer vergleichbaren Bahn folgt. Zusammen bilden diese Objekte eine verbundene Struktur, die die Bewegung des Gases im galaktischen Zentrum nachzeichnet.
Die detaillierte Untersuchung der Umlaufbahnen dieser Wolken ergab, dass sie in Form und Ausrichtung nahezu identisch sind. Es ist äußerst unwahrscheinlich, dass diese unabhängigen Objekte rein zufällig so spezifische Orbitaleigenschaften teilen. Dies deutet stark darauf hin, dass diese Wolken von einer gemeinsamen Quelle stammen. Durch die Rückverfolgung des Gasstroms im Raum und unter Berücksichtigung der Radialgeschwindigkeit identifizierten die Forscher einen plausiblen Kandidaten: den massiven Doppelstern IRS 16SW.
IRS 16SW ist ein Kontaktdoppelstern in der Scheibe junger Sterne, die Sgr A* umkreisen. Hydrodynamische Simulationen zeigen, dass Kollisionen von Sternwinden in diesem Doppelsternsystem Schocks erzeugen können, bei denen sich Gas ansammelt, verdichtet und dann als separate Wolken ablöst. Diese Wolken bewegen sich dann nach innen, auf ähnlichen Umlaufbahnen wie die in diesem Strom beobachteten.
Diese Entdeckungen verbinden Sternentwicklung, Gasdynamik und die Speisung des Schwarzen Lochs in einem einzigen Szenario. Die massereichen Sterne in der Nähe des galaktischen Zentrums könnten durch ihre Sternwinde einen kontinuierlichen Materiestrom zum Schwarzen Loch liefern. Modelle zeigen, dass eine Absorption einer Wolke alle zehn Jahre, die die Masse unserer Erde transportiert, ausreichen würde, um die derzeitige Aktivität von Sgr A* aufrechtzuerhalten.
Die Sternwinde massereicher Sterne
Massereiche Sterne, deren Masse ein Vielfaches der Sonnenmasse beträgt, erzeugen starke Sternwinde. Dabei handelt es sich um Ströme geladener Teilchen, die mit hoher Geschwindigkeit von ihrer Oberfläche ausgestoßen werden. Diese Winde können Geschwindigkeiten von mehreren tausend Kilometern pro Sekunde erreichen und eine erhebliche Menge an Materie mit sich führen.
Wenn zwei massereiche Sterne sehr nahe umeinander kreisen, wie in einem Kontaktdoppelstern, kollidieren ihre Sternwinde. Diese Kollision erzeugt eine Schockzone, in der das Gas stark komprimiert und erhitzt wird. Simulationen zeigen, dass dieser Prozess dichte, kompakte Gaswolken erzeugen kann.
Diese Wolken können, sobald sie entstanden sind, durch die umliegenden Gravitationskräfte aus dem Doppelsternsystem herausgerissen werden. Sie bewegen sich dann durch den Raum, manchmal in Richtung des zentralen supermassiven Schwarzen Lochs. Dieser Mechanismus bietet eine plausible Erklärung für den Ursprung der in der Nähe von Sagittarius A* beobachteten Wolken.
Quelle: Astronomy & Astrophysics