Auch unser Schwarzes Loch erzeugt einen Wind

Nach 50 Jahren endlich nachgewiesen: Auch das zentrale Schwarze Loch der Milchstraße erzeugt einen Wind aus energiereichen, schnellen Teilchen – und bestätigt damit eine seit langem gehegte Vermutung. Indiz dafür ist eine kegelförmige Lücke in den kühlen Gasen um das Schwarze Loch Sagittarius A*. Diese Lücke wird vom energiereichen Ausstrom aus dem Schwarzen Loch verursacht, wie Astronomen ermittelt haben. Dies bestätigt, dass auch weitgehend inaktive Schwarze Löcher solche Winde erzeugen können.

Wenn Schwarze Löcher aktiv Materie verschlingen, macht sich dies normalerweise bemerkbar: Die angesaugten Gase und Trümmer rasen in immer schnellerem Tempo um den Ereignishorizont und setzen dabei energiereiche Strahlung und weit ins All hinausschießende Ströme beschleunigter Teilchen frei. Bei aktiven Galaxienkernen sind solche Jets über Millionen Lichtjahre hinweg sichtbar. „Solche Jets – oder allgemein gesprochen Winde – müssten eigentlich alle Schwarzen Löcher aufweisen“, erklären Mark Gorski und Lena Murchikova von der Northwestern University in Illinois.

Produziert auch Sagittarius A* einen Wind?

Doch bei Sagittarius A*, dem zentralen Schwarzen Loch der Milchstraße, schien dieser typische Wind zu fehlen: Zwar zeugen gigantische Blasen aus Gasen und Strahlung davon, dass auch unser supermassereiches Schwarzes Loch vor einigen Millionen Jahren noch größere Mengen Materie verschlang und dabei starke Ausströme erzeugte. Seither scheint der Schwerkraftgigant aber bis auf ein leichtes Flackern seines Lichtrings weitgehend inaktiv.

Trotz fast 50-jähriger Suche konnten Astronomen den theoretisch postulierten „Black Hole Wind“ bei Sagittarius A* nicht aufspüren. Einer der Gründe dafür ist unser Blickwinkel auf dieses Schwarze Loch: „Um es zu beobachten, müssen wir durch die Hauptebene der Milchstraße hindurchblicken. Das bedeutet, dass wir durch jede Menge Staub, Gas und ionisierte Strukturen schauen müssen, und diese sind für uns oft nur schwer durchdringbar“, erklärt Murchikova.

Verräterische Lücke im kühlen Gas

Das hat sich nun geändert: Den Astronomen ist es erstmals gelungen, den lange gesuchten Teilchenwind von Sagittarius A* nachzuweisen. Aufgespürt haben sie seine Signatur mithilfe von Aufnahmen des Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) in Chile. Die Radioteleskope dieses Observatoriums haben im Laufe von fünf Jahren das Zentrum unserer Galaxie immer wieder ins Visier genommen und dabei die Bewegungen kühler molekularer Kohlenmonoxid-Gase um das Schwarze Loch kartiert.

Aus diesen Daten haben Gorski und Murchikova nun die bisher schärfste Aufnahme der eng um das Schwarze Loch kreisenden Gase erstellt. Diese enthüllte: An einer Stelle ist die dichte Hülle der kühlen Gase durchbrochen – in ihr klafft eine rund drei Lichtjahre lange, sich im 45-Grad-Winkel kegelförmig aufweitende Lücke. „Wenn man so etwas noch nie zuvor Gesehenes entdeckt, ist der erste Gedanke meist nicht: ‚Wir haben eine Entdeckung gemacht!‘, sondern eher: ‚Oh je, was ist mit meinen Analysen falsch gelaufen?‘“, erklärt Murchikova.

Wind ist noch heute aktiv

Aber nähere Analysen und Vergleiche mit Aufnahmen im Röntgenbereich bestätigten die Beobachtung: „Dort fehlt eine enorme Menge an Material“, berichtet Gorski. Dieses Material muss entweder stark aufgeheizt worden sein, so dass es in den Radioaufnahmen nicht mehr sichtbar ist oder aber es muss nach außen weggeweht worden sein, wie die Astronomen erklären. „Unserer Meinung nach muss die beobachtete Lücke im CO-Gas durch einen heißen aktiven Wind erzeugt worden sein, der von Sagittarius A* ausgeht“, so die Forschenden.

Noch wichtiger aber: Die scharf abgegrenzten Kanten der kegelförmigen „Windlücke“ im Gas deuten darauf hin, dass der Wind vom Schwarzen Loch noch heute aktiv ist, wie die Astronomen erklären. „Dieser Wind ist relativ schwach und wahrscheinlich durch Wechselwirkungen mit dem umgebenden Gas aus seiner ursprünglichen Richtung abgelenkt“, schreiben sie. Das erkläre auch die Asymmetrie der Gaslücke.

Nach 50 Jahren endlich bestätigt

Damit ist es den Astronomen nach rund 50 Jahren erstmals gelungen, auch am zentralen Schwarzen Loch der Milchstraße einen aktiven Wind nachzuweisen. „Dies ist das erste Mal, dass wir einen ausreichend scharfen Blick hatten, um den Abdruck dieses Windes zu sehen“, sagt Gorski. „Wir haben genau das aufgespürt, wonach alle seit 50 Jahren gesucht haben.“ Murchikova ergänzt: “Dies bestätigt, dass unser Schwarzes Loch nicht einzigartig ist.“

Der Nachweis des Windes von Sagittarius A* bestätigt, dass auch Sagittarius A* den Gesetzmäßigkeiten supermassereicher Schwarzer Löcher folgt. Obwohl das zentrale Schwarze Loch der Milchstraße heute relativ inaktiv ist und nur wenig Materie verschluckt, erzeugt es dennoch einen, wenn auch schwachen Ausstrom energiereicher Teilchen. „Sagittarius A* gibt uns damit einen neuen Einblick in das Leben eines Schwarzen Lochs im Ruhezustand“, sagt Murchikova. Dies sei auch für die Erforschung anderer supermassereicher Schwarzer Löcher wertvoll.

Quelle: Mark Gorski und Lena Murchikova (Northwestern University, Illinois, USA), The Astrophysical Journal Letters, 2026; doi: 10.3847/2041-8213/ae63cf

© wissenschaft.de – Nadja Podbregar