Omega Centauri: Zweites Schwarzes Loch in der Milchstraße entdeckt

Eine Studie unter der Leitung von Maximilian Häberle vom Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) bestätigt nun, was Forscher schon seit Längerem vermutet hatten. Omega Centauri enthält ein zentrales Schwarzes Loch. Zugleich ist der Sternenhaufen damit offenbar selbst Überbleibsel einer kleinen separaten Galaxie, deren Entwicklung abrupt aufhörte.

Omega Centauri und die kosmische Momentaufnahme

Die Astronomie kennt Schwarze Löcher unterschiedlicher Massenbereiche. Leichte stellare Schwarze Löcher mit einer bis zu einigen Dutzend Sonnenmassen sind vergleichsweise gut erforscht, ebenso die deutlich schwereren supermassereichen Schwarzen Löcher mit Massen von Millionen oder sogar Milliarden Sonnen. Mittelgroße Schwarze Löcher sind dagegen eine Art „fehlendes Bindeglied“ und selbst mit der derzeit verfügbaren Technik notorisch schwer zu finden.

So sind Galaxien wie unsere Milchstraße längst „ausgewachsen“ und enthalten deutlich massereichere zentrale Schwarze Löcher. Kleine Galaxien, sogenannte Zwerggalaxien, sind im Allgemeinen schwer zu beobachten oder wurden im Laufe der Zeit von größeren Galaxien verschluckt. Genau dieses Schicksal scheint Omega Centauri erfahren zu haben und ist damit ein Glücksfall für Astronomen.

Als Kern einer ehemals selbstständigen Galaxie, die mit der Milchstraße verschmolz und dabei alle Sterne außer jenen der Kernregion verlor, wäre Omega Centauri eine Art Momentaufnahme. Nach der Kollision mit der Milchstraße gäbe es für das zentrale Schwarze Loch keine Möglichkeit zu wachsen.

Der springende Punkt: Bis vor Kurzem konnte niemand seine Existenz beweisen. Schnelle Sterne im Zentrum von Omega Centauri könnten nicht nur das Schwarze Loch nachweisen, sondern auch bei der Bestimmung seiner Masse helfen. Doch auch sie galt es erst einmal zu finden.

Die Nadel im Archivheuhaufen

Anhand über 500 Archivbildern des Weltraumteleskops Hubble – sie waren ursprünglich nicht für die Wissenschaft, sondern zur Kalibrierung der Instrumente bestimmt – berechnete Häberle die Geschwindigkeiten von 1,4 Millionen Sternen. Am Ende hatte er nicht nur eine „Nadel im Heuhaufen“ gefunden, sondern gleich sieben.

Ob ein einzelner Stern schnell ist, weil die zentrale Masse sehr groß ist, er sich sehr nah an einer kleinen zentralen Masse befindet oder jener Stern zufällig schnell durchs Bild fliegt, ist unmöglich zu sagen. Sieben solche Sterne ließen jedoch keinen Raum für andere Erklärungen als ein Schwarzes Loch.

Anhand der unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Bewegungsrichtungen konnten Häberle und Kollegen die unterschiedlichen Effekte trennen. Sie konnten auch feststellen, dass sich im Zentrum von Omega Centauri in 18.000 Lichtjahren Entfernung zur Erde eine Masse mit mindestens 8.200 Sonnenmassen befindet. 9.000 Lichtjahre näher an der Erde als das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße.

Wenig verwunderlich zeigen die Bilder selbst kein sichtbares Objekt an der vermuteten Stelle dieser zentralen Masse. So wie man es für ein Schwarzes Loch erwartet.

Die Ergebnisse erschienen im April 2024 in „Astrophysics of Galaxies“ sowie im Juli in „Nature“.