Sagittarius A*

Sagittarius A* ist das supermassereiche Schwarze Loch im Herzen der Milchstraße – der ruhende Punkt, um den sich die gesamte Galaxie, einschließlich unserer Sonne, langsam dreht. Es vereint etwa 4.3 Millionen Sonnenmassen auf sich, doch das alles ist in eine Region gepresst, die nicht breiter ist als die Merkurbahn, rund 27,000 Lichtjahre entfernt in Richtung des Sternbilds Schütze.

Sein Name (ausgesprochen „Sagittarius A-Stern“) ist anders als der jedes Planeten: Das Sternchen markiert die kompakte, strahlende Radioquelle, verborgen im Inneren des größeren Sagittarius-A-Komplexes. 2022 wurde es erst das zweite Schwarze Loch, das je direkt abgebildet wurde, neben dem Riesen in der Galaxie M87 – doch dieses hier liegt in unserem eigenen kosmischen Hinterhof.

Kein Ort, sondern eine Grenze

Ein Schwarzes Loch hat keine Oberfläche. Was wir seine „Größe“ nennen, ist der Ereignishorizont – die Einbahn-Grenze, von der nicht einmal Licht entkommen kann. Bei einer Masse von 4.3 Millionen Sonnen hat dieser Horizont einen Radius von etwa 12.7 Millionen km, rund das Achtzehnfache der Sonnenbreite, und klein genug, um bequem innerhalb der Merkurbahn Platz zu finden. Alles darin ist für immer vor uns verborgen.

Sagittarius A* ist ein rotierendes, oder Kerr-, Schwarzes Loch. Modellierungen seines Akkretionsflusses und seiner Röntgen-Flares legen nahe, dass es sich recht schnell drehen könnte – Schätzungen häufen sich im Bereich von etwa 0.5 bis 0.9 eines theoretischen Maximums von 1 –, was bedeutet, dass es das Gefüge des Raums selbst mit sich zieht, wenngleich der genaue Wert unsicher bleibt. Es hat keine „Temperatur“ im gewöhnlichen Sinn, doch das dünne Plasma, das spiralförmig um es herum einfällt, wird auf rund zehn Milliarden Grad erhitzt und strahlt das Licht ab, durch das wir es überhaupt sehen.

Das Foto, für das es einen Planeten brauchte

Am 12. Mai 2022 enthüllte die Event-Horizon-Telescope-Kollaboration das erste direkte Bild von Sagittarius A*: einen leuchtenden orangefarbenen Ring aus überhitztem Gas, der einen dunklen zentralen Schatten umgibt. Der Schatten überspannt am Himmel nur 51.8 Mikrobogensekunden – die Kollaboration verglich die Herausforderung damit, einen Donut auf der Oberfläche des Mondes zu erspähen.

Keine einzelne Antenne konnte etwas so Winziges auflösen. Stattdessen wurden acht Radioobservatorien, verstreut von Chiles Atacamawüste bis Spanien, Hawaii, Arizona, Mexiko und dem Südpol, zu einem virtuellen Teleskop von der Größe der gesamten Erde verbunden, allesamt im April 2017 auf das galaktische Zentrum gerichtet. Das Gas um Sgr A* rast mit nahezu Lichtgeschwindigkeit und vollendet einen Umlauf in bloßen Minuten, sodass sein Erscheinungsbild flackerte, selbst während die Daten gesammelt wurden – ein Grund, warum die Analyse fünf Jahre länger dauerte als beim früheren M87-Bild.

Sterne, die es verrieten

Lange vor jeder Fotografie verriet sich das Schwarze Loch durch Schwerkraft. Über Jahrzehnte hinweg nutzten zwei Teams – geleitet von Reinhard Genzel in Deutschland und Andrea Ghez in den Vereinigten Staaten – die größten Teleskope der Welt, um einzelne Sterne zu verfolgen, die um einen unsichtbaren Punkt im galaktischen Zentrum peitschten. Ein Stern, katalogisiert als S2, rast auf einer engen 16-Jahres-Umlaufbahn um Sgr A* und schwang im Mai 2018 bis auf etwa 18 Milliarden km an es heran, mit nahezu drei Prozent der Lichtgeschwindigkeit.

Das Sternenlicht wurde zu röteren Wellenlängen gedehnt, während es aus der Schwerkraft des Schwarzen Lochs emporstieg – eine Gravitationsrotverschiebung, genau wie Einsteins allgemeine Relativitätstheorie vorhersagt. Diese jahrzehntelangen Sternumlaufbahnen legten die Masse auf einen Bruchteil eines Prozents genau fest und brachten Genzel und Ghez einen Anteil am Nobelpreis für Physik 2020 ein, zusammen mit Roger Penrose.

Ein überraschend stilles Monster

Für seine Masse ist Sagittarius A* bemerkenswert ruhig. Es zerreißt keine Sterne und schleudert keine Strahlung in Quasar-Ausmaßen hinaus; es verschluckt jedes Jahr nur etwa ein Hunderttausendstel einer Sonnenmasse an Material, und selbst davon wird ein Großteil wieder hinausgeschleudert, bevor es hineinfallen kann. Im Vergleich zu den aktiv fressenden Schwarzen Löchern in fernen Galaxien ist unser eigenes praktisch inaktiv.

Ganz still ist es jedoch nicht. Weltraumteleskope wie die NASA-Sonden Chandra und NuSTAR erfassen es regelmäßig beim Aufflackern im Röntgenbereich – kurze Aufhellungen, von denen man annimmt, dass sie von magnetischer Aktivität im einfallenden Gas stammen. Es gibt zudem Hinweise in uralten Lichtechos darauf, dass Sgr A* vor rund zwei Jahrhunderten weit aktiver war.

Vom Radioblip zum galaktischen Anker

Sgr A* wurde am 13. und 15. Februar 1974 von Bruce Balick und Robert Brown entdeckt, die mit einem Radio-Interferometer in Green Bank eine ungewöhnlich kompakte Radioquelle im galaktischen Zentrum aufspürten. Brown prägte später den Namen – er fügte das Sternchen hinzu, um zu signalisieren, dass die Quelle „angeregt“ sei, in Analogie zur Notation für angeregte Atome –, und er setzte sich durch.

Dieser schwache Radiopunkt gilt heute als der gravitative Anker der Milchstraße: ein Knotenpunkt, um den mehrere hundert Milliarden Sterne kreisen, unsere Sonne eingeschlossen, die rund 230 Millionen Jahre für eine einzige Runde braucht.

Warum man es nicht sehen kann

Anders als ein Planet oder ein Komet ist Sagittarius A* mit dem Auge unmöglich zu erspähen. Es liegt hinter dichten Wolken interstellaren Staubs, die sichtbares Licht nahezu vollständig blockieren, weshalb es in Radiowellen entdeckt wurde und heute im Radio-, Infrarot- und Röntgenbereich statt im optischen Band untersucht wird. Was man tun kann, ist, in Richtung des Sternbilds Schütze zu blicken, tief am Sommerhimmel der Nordhalbkugel, und zu wissen, dass die dichtesten Sternwolken der Milchstraße dort, in ihrem allerinnersten Zentrum, einen Schatten von vier Millionen Sonnenmassen verbergen, für dessen Fotografie es ein Teleskop von der Größe eines Planeten brauchte.