Rotierende Raumzeit: Neu entdeckter Stern prüft Theorien zu schwarzen Löchern
Laut des Forschungsteams des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik(öffnet im neuen Fenster) in Garching hat es insgesamt 40 Jahre gedauert, um den Stern S301 zu identifizieren. Mit seiner einzigartigen Flugbahn sollen wichtige Theorien der Astronomie geklärt werden.
Die S301 umgebenden Sterne sind um den Faktor 100.000 heller. Dennoch war es mit dem Instrument Gravity des Very Large Telescope der europäischen Südsternwarte in Chile möglich, ihn zu isolieren und seine Bahn zu verfolgen.
Das Besondere an dem vergleichsweise schwach leuchtenden Stern ist seine Bahn. Sie führt bis auf 2 Milliarden Kilometer, das ist etwa die Distanz zwischen der Sonne und Saturn, an Sagittarius A* heran, dem riesigen schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße. Auf seiner elliptischen Bahn kommt er alle 8,7 Jahre so nah an den Mittelpunkt unserer Galaxie heran wie kein anderes Objekt.
Rotierendes schwarzes Loch reißt Raumzeit mit sich
Bisher konnte kein anderer Stern beobachtet werden, der in kürzerer Zeit noch näher an einem solchen kosmischen Objekt vorbeifliegt. In dieser Entfernung wird der Stern von der rotierenden Raumzeit um Sagittarius A* beeinflusst.
Die Gravitation in diesem Bereich ist so stark, dass die Raumzeit verzerrt wird. Dementsprechend kann die Flugbahn von S301 nicht nur nicht durch die Newtonschen Gesetze der Gravitation beschrieben werden. Auch die vereinfachte Schwarzschild-Lösung der allgemeinen Relativitätstheorie gilt nicht mehr, denn sie beschreibt zwar die Krümmung der Raumzeit durch eine extrem große Masse, nicht aber durch eine rotierende.
Mit der Beobachtung von S301 über die nächsten 10 Jahre hinweg soll deshalb geprüft werden, ob die Kerr-Metrik, eine mathematische Beschreibung der Verzerrung der Rotation selbst im Nahbereich eines schwarzen Lochs, Gültigkeit hat. Am Ende soll der Nachweis oder die Widerlegung des No-Hair-Theorems(öffnet im neuen Fenster) möglich werden.
Es besagt, dass schwarze Löcher nur anhand von Masse, Drehimpuls und elektrischer Ladung beschrieben werden können. In der Physik herrscht Uneinigkeit darüber, ob dem tatsächlich so ist oder schwarze Löcher doch komplexer sind.
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