Seit fünfzig Jahren jagen Astronomen einen theoretischen Wind um Sagittarius A*, das supermassive Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie. Trotz immer leistungsfähigerer Instrumente blieb diese Signatur unauffindbar. Heute hat ein Team der Northwestern University sie endlich nachweisen können.
Dazu nutzten die Forscher fünf Jahre lang das ALMA-Observatorium in Chile. Mit einer neuartigen Kalibrierungstechnik, die die Radiohelligkeit des Schwarzen Lochs abschwächt, erstellten sie eine hundertmal detailliertere Karte der Umgebung. Diese Aufnahme zeigt eine kegelförmige Höhle von etwa drei Lichtjahren Länge, in der das kalte Gas vollständig verschwunden ist.
Die Wissenschaftler erkannten schnell, dass ein heißer Wind, der vom Schwarzen Loch weht, für diese Struktur verantwortlich sein muss. Indem er das kalte Gas verdrängt oder aufheizt, erzeugt er ein Vakuum, das allein durch benachbarte Sterne nicht zu erklären ist. Berechnungen zeigen, dass die benötigte Energie die von den umliegenden Himmelskörpern bereitgestellte bei weitem übersteigt.
Um ihre Entdeckung zu bestätigen, verglich das Team seine Daten mit denen des Chandra-Weltraumteleskops. Die beobachteten Röntgenemissionen stimmen perfekt mit der von ALMA entdeckten Höhle überein. Diese Übereinstimmung zerstreute alle Zweifel: Es handelte sich tatsächlich um den lange gesuchten Wind, der den Beobachtungen zufolge seit mindestens 20.000 Jahren aktiv ist.
Sagittarius A* erweist sich damit als ruhig, im Gegensatz zu vielen supermassiven Schwarzen Löchern anderer Galaxien, die hell leuchten. Diese Entdeckung bietet einen einzigartigen Einblick in das Verhalten dieser Objekte in ihrer häufigsten Phase, der Ruhephase.
Karte der 12CO-Linie (J = 2−1) im inneren Parsec der Milchstraße.
Die in The Astrophysical Journal Letters veröffentlichten Ergebnisse markieren einen großen Durchbruch. Sie zeigen, dass das Herz unserer Galaxie selbst in seiner scheinbaren Ruhe aktiv bleibt und seine Umgebung auf leise, aber reale Weise prägt.
Wie die Winde schwarzer Löcher Galaxien formen
Wenn ein Schwarzes Loch Materie verschlingt, wird ein Teil davon als Winde oder Jets ausgestoßen. Diese Ströme können interstellares Gas über Hunderte von Lichtjahren hinweg fortblasen und so die Sternentstehung in bestimmten Regionen verlangsamen oder stoppen. Auf größerer Skala regulieren sie das Wachstum der gesamten Galaxie, indem sie Energie und Materie umverteilen.
Die Winde sind nicht immer stark. Manche Schwarze Löcher wie Sagittarius A* erzeugen zwar bescheidene, aber dauerhafte Winde. Ihre kumulative Wirkung über Millionen von Jahren kann dennoch ihre Umgebung verändern. Das Verständnis dieser Mechanismen hilft zu erklären, warum manche Galaxien aktiver sind als andere.
Die jüngsten Beobachtungen liefern ein fehlendes Puzzleteil: den Nachweis eines Windes in einem ruhigen Schwarzen Loch. Theoretische Modelle sagen voraus, dass dieses Phänomen universell ist, doch es fehlten die Belege. Nun können Astronomen ihre Simulationen verfeinern, indem sie diese Daten aus unserer eigenen Galaxie einbeziehen.