Das James-Webb-Teleskop hat Spuren alter Sterne in den Gaswolken entdeckt, die das Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie umgeben.
Im Herzen der Milchstraße befindet sich Sagittarius A*, ein Schwarzes Loch, das etwa vier Millionen Mal massereicher ist als die Sonne. Es zieht Materie an, die in seine Nähe gelangt, verschlingt jedoch deutlich weniger Gas als die sehr aktiven Schwarzen Löcher, die im Zentrum anderer Galaxien beobachtet werden. Die Forschenden versuchen herauszufinden, warum.
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Für ihre Untersuchung analysierte ein Team der McGill University in Kanada die Gaswolken, die in seiner Umgebung kreisen. Mit James-Webb beobachtete es deren Infrarotlicht. Dadurch lassen sich verschiedene chemische Elemente erkennen, selbst in dieser Himmelsregion, die von großen Staubmengen verdeckt wird.
Die Ergebnisse zeigen, dass diese Wolken besonders reich an schweren Elementen sind. Astronominnen und Astronomen nennen sie „Metalle“, doch der Begriff hat hier eine umfassendere Bedeutung als im Alltag: Er bezeichnet alle Elemente, die schwerer als Wasserstoff und Helium sind, darunter auch Sauerstoff und Kohlenstoff.
Woher stammen diese Elemente? Ein großer Teil von ihnen entsteht im Inneren von Sternen. Wenn bestimmte massereiche Sterne am Ende ihres Lebens explodieren, verteilen sie diese Materie im Weltraum. Die Forschenden vermuten, dass solche Explosionen die Gase in der Nähe von Sagittarius A* im Laufe der Zeit angereichert haben.
Die Beobachtungen zeigen außerdem, dass die Zusammensetzung dieser Wolken derjenigen mehrerer Sterne ähnelt, die das Schwarze Loch umkreisen. Das Gas und diese Sterne könnten daher eine gemeinsame Geschichte haben. Dabei handelt es sich jedoch um eine Interpretation: James-Webb hat die Explosionen, die diese Materie erzeugt haben könnten, nicht direkt beobachtet.
Warum ist die Zusammensetzung des Gases von Interesse? Weil sie beeinflusst, wie es abkühlt. Gas, das Wärme verliert, kann sich leichter zusammenziehen und zum Schwarzen Loch wandern. Das Verständnis seiner Eigenschaften könnte daher helfen zu erklären, warum Sagittarius A* sich so langsam ernährt.
Die Studie ermöglichte es außerdem, mehrere Wolken zu unterscheiden und ihre Bewegungen genauer zu bestimmen. Einige scheinen besonders unruhigen Bedingungen ausgesetzt zu sein, möglicherweise durch den Einfluss von Sternwinden benachbarter Sterne oder von Schocks im Gas. Die Forschenden können den Weg all dieser Materie noch nicht genau rekonstruieren.
Nun müssen diese Beobachtungen mit Simulationen verglichen werden, um die Entwicklung des Gases über lange Zeiträume zu verfolgen. Das Zentrum unserer Galaxie bietet damit eine beobachtbare Umgebung, um Phänomene zu verstehen, die auch in der Nähe viel weiter entfernter Schwarzer Löcher auftreten.