Das Galaktische Zentrum und Sagittarius A*

Im dynamischen Herzen der Milchstraße liegt Sagittarius A*, eine kompakte Radioquelle, die als supermassives Schwarzes Loch von etwa vier Millionen Sonnenmassen identifiziert wurde.

Definition

Das Galaktische Zentrum ist das Rotations- und Gravitationszentrum der Milchstraße, das einen nuklearen Sternhaufen und die kompakte Quelle Sagittarius A* beherbergt, die durch die Bahnen nahegelegener Sterne und direkte Bildgebung als supermassives Schwarzes Loch von etwa vier Millionen Sonnenmassen identifiziert wird.

Scope

Dieses Thema behandelt den dichten nuklearen Sternhaufen und die interstellare Umgebung des Galaktischen Zentrums, die Sternenbahnen, die die zentrale Masse offenbaren, die Identifizierung von Sagittarius A* als supermassives Schwarzes Loch, seine Akkretion und Ausbrüche geringer Leuchtkraft sowie die Abbildung seines Schattens auf der Skala des Ereignishorizonts.

Core questions

• Welche Beweise belegen, dass Sagittarius A* ein supermassives Schwarzes Loch ist?
• Wie werden die Bahnen von Sternen in der Nähe des Zentrums genutzt, um die zentrale Masse zu bestimmen?
• Warum ist Sagittarius A* im Vergleich zu aktiven galaktischen Kernen so schwach?
• Was hat die Bildgebung auf der Skala des Ereignishorizonts über das Schwarze Loch enthüllt?

Key theories

Sternenbahnen als Skala für Schwarze Löcher

Jahrzehntelanges Verfolgen einzelner Sterne auf Kepler-Bahnen um eine unsichtbare zentrale Punktmasse ergibt eine Masse von etwa vier Millionen Sonnenmassen, die in einer winzigen Region eingeschlossen ist, was ein supermassives Schwarzes Loch erfordert.

Allgemein-relativistische Tests in der Nähe von Sgr A*

Die Umlaufbahn des Sterns S2 zeigt gravitative Rotverschiebung und relativistische Präzession, was die allgemeine Relativitätstheorie im starken Feld um das zentrale Schwarze Loch bestätigt.

Der Schatten des Schwarzen Lochs

Die Very-Long-Baseline-Interferometrie löste einen Emissionsring um eine zentrale Helligkeitsdepression bei Sgr A* auf, was mit dem für ein Schwarzes Loch der abgeleiteten Masse vorhergesagten Schatten übereinstimmt.

Clinical relevance

Sagittarius A* ist das nächstgelegene supermassive Schwarze Loch und das beste Labor zur Prüfung der Gravitation im starken Feld und der Akkretion von Schwarzen Löchern; seine Ruhephase gibt auch Aufschluss darüber, wie galaktische Kerne zwischen aktiven und ruhenden Phasen wechseln.

History

Die Radioquelle Sagittarius A* wurde 1974 entdeckt. Die Infrarotüberwachung von Sternenbahnen in den 1990er und 2000er Jahren, durchgeführt von unabhängigen Teams, etablierte seine Masse, eine Arbeit, die mit einem Nobelpreis gewürdigt wurde. Relativistische Effekte in der Umlaufbahn von S2 wurden 2018 nachgewiesen, und das Event Horizon Telescope bildete seinen Schatten 2022 ab.

Key figures

• Reinhard Genzel
• Andrea Ghez
• Donald Lynden-Bell

Seminal works

• ghez2008
• genzel2010
• eht2022

Frequently asked questions

Wie groß ist das Schwarze Loch im Galaktischen Zentrum?

Sagittarius A* hat eine Masse von etwa dem Vierfachen der Sonne, kompakt genug, dass sein Gravitationsradius mit der Umlaufbahn des Merkurs vergleichbar ist, viel kleiner als die Sternenbahnen, die zu seiner Messung verwendet wurden.

Warum leuchtet unser zentrales Schwarzes Loch nicht wie ein Quasar?

Sagittarius A* akkretiiert derzeit sehr wenig Gas, daher strahlt es schwach. Quasare und andere aktive galaktische Kerne leuchten, weil viel größere Materiezuflüsse ihre Akkretionsscheiben auf enorme Leuchtkräfte erhitzen.