Sehen Schwarze Löcher wie Mandarinen aus? Das Geheimnis könnte der schnellste Stern der Milchstrasse lüftenEin lichtschwacher Punkt im Sternbild des Schützen könnte Astronomen Antworten auf alte Fragen liefern. Und er stellt die allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein auf die Probe.21.08.2026, 05.30 Uhr5 LeseminutenZahlreiche Sterne und Gaswolken bevölkern das Zentrum der Milchstrasse. In ihrer Mitte befindet sich ein äusserst kompaktes Schwarzes Loch mit der Masse von rund 4 Millionen Sonnen.Europäische SüdsternwarteEr ist jung, schnell und trägt den kryptischen Namen S301. Für Astronomen dürfte der schnellste bisher bekannte Stern der Milchstrasse bald den Status eines Lieblings erlangen. Und zwar nicht nur deshalb, weil er mit bis zu 25 000 Kilometern pro Sekunde – das entspricht 8 Prozent der Lichtgeschwindigkeit – das Herz der Milchstrasse umkreist. Sondern vor allem, weil Astronomen mit seiner Hilfe dieser galaktischen Region ein langgehegtes Geheimnis entlocken könnten.Optimieren Sie Ihre BrowsereinstellungenNZZ.ch benötigt JavaScript für wichtige Funktionen. Ihr Browser oder Adblocker verhindert dies momentan.Bitte passen Sie die Einstellungen an.Dank S301 könnten Astrophysiker endlich messen, wie schnell das riesige Schwarze Loch im Zentrum der Milchstrasse rotiert. Und wie diese Rotation die Raumzeit um das als Sagittarius A* bekannte Schwarze Loch herum verzieht. Über die nächsten dreissig bis vierzig Jahre könnte das zu mindestens zwei nobelpreiswürdigen Entdeckungen führen, sagt der Astrophysiker Stefan Gillessen vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching bei München.Ein ganz gewöhnlicher Stern in einer extremen UmgebungGillessen ist Teil eines Forscherteams, das diese Woche im Wissenschaftsmagazin «Nature» von der Entdeckung von S301 berichtet. Aufgefallen ist der Stern zuerst im Frühling 2023 als lichtschwacher Punkt im Sternbild des Schützen. Am nächsten beim Schwarzen Loch war der Stern im Januar, aber da konnten die Astronomen ihn nicht beobachten, weil unsere Sonne dazwischen stand.Kurz nach der ersten Sichtung bestätigten weitere Beobachtungen, dass es sich tatsächlich um einen Stern handelte. Inzwischen wissen die Forscher, dass der rasende Stern nur 8,7 Jahre für einen Umlauf um das Schwarze Loch braucht und ungefähr anderthalbmal so gross und massereich ist wie unsere Sonne.Eine Animation zeigt bisher beobachtete Sterne, die das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der Milchstrasse umkreisen. Die Umlaufbahn des neu entdeckten Sterns S301 ist in Orange dargestellt.Max-Planck-Institut für extraterrestrische PhysikDer kleinste Abstand zwischen dem Stern und dem Schwarzen Loch ist nur so gross wie die Distanz von der Sonne zum Saturn. Dass S301 ungefähr so klein ist wie die Sonne, hat ihn vor der Zerstörung bewahrt. «Wenn er viel grösser wäre, etwa so gross wie ein Roter Riese, würde ihn das Schwarze Loch am Punkt der engsten Annäherung zerreissen», sagt Gillessen.Seine Grösse und seine stark exzentrische, fast zigarrenförmige Umlaufbahn deuten darauf hin, dass der Stern früher Teil eines Doppelstern-Systems war, das dem Schwarzen Loch zu nahe kam und von diesem entzweit wurde. Während S301 in einem Orbit um das Schwarze Loch gefangen blieb, wurde sein einstiger Begleiter hinausgeschleudert und irgendwann von der Schwerkraft der Galaxis abgebremst.Nun ist S301 einer von mehreren Dutzend Sternen, die Astronomen im Umkreis des Schwarzen Lochs im Herzen der Milchstrasse beobachten. Kein anderer Stern kommt dem Schwarzen Loch jedoch so nah wie S301, und genau darin liegt sein Reiz.Sterne als kosmische MessinstrumenteAstronomen wissen erst seit 2020 mit Sicherheit, dass im Zentrum der Milchstrasse ein supermassereiches Schwarzes Loch sitzt. Jahrzehnte zuvor hatten sie dort ein kompaktes Objekt entdeckt, das Radiowellen aussendet. Was sich dahinter verbarg, blieb lange ein Rätsel.Die Auflösung kam erst, als zwei Forschungsgruppen – Stefan Gillessen gehörte einer davon an – die Bewegungen von Sternen in der unmittelbaren Umgebung der starken Radioquelle beobachteten. Die Umlaufbahnen dieser Sterne konnten nur von der Anziehungskraft eines äusserst kompakten Objekts verursacht werden, ein Objekt rund 4 Millionen Mal so massereich wie die Sonne, aber nur etwa so gross wie das Sonnensystem. Für die Entdeckung gab es nur wenige Monate später einen Nobelpreis. Dem Leiter von Gillessens Forschungsgruppe, dem Astrophysiker Reinhard Genzel, wurde ein Viertel der Preissumme zugeteilt.Einen der Sterne mit dem Namen S2 hatten Genzel und seine Mitstreiter über siebenundzwanzig Jahre akribisch beobachtet. Er kommt dem Schwarzen Loch nur knapp 20 Milliarden Kilometer nahe – für galaktische Verhältnisse eine Beinahe-Berührung.Bei S301 ist der kleinste Abstand zum Schwarzen Loch sogar nur ein Zehntel so gross, die Umlaufzeit nur etwa halb so lang. Aus diesen Gründen und weil sie mittlerweile über wesentlich bessere Messgeräte verfügen, hoffen Gillessen und seine Mitautoren, dass sie S301 nur rund zehn Jahre beobachten müssen, um Antworten auf ihre brennendsten Fragen zu erhalten.Die Fragen betreffen vor allem die Rotation des Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstrasse. Astronomen rechnen damit, dass Schwarze Löcher wie alle anderen Objekte im Universum einen Drehimpuls haben.Die Rotation macht aus einem sonst kugelförmigen Schwarzen Loch ein abgeflachtes Objekt, das eher einer Mandarine als einer Orange ähnelt. Gemäss dem «no-hair theorem» kann die genaue Form wie alle anderen Eigenschaften eines Schwarzen Lochs auf seine Masse und seinen Drehimpuls zurückgeführt werden. Haare – also weitere individuelle Merkmale – hat ein Schwarzes Loch demnach nicht. Die genauen Konturen des Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstrasse könnten sich also in den nächsten Jahren offenbaren, wenn es gelingt, seinen Drehimpuls zu messen. Seine Masse ist bereits mit einer Unsicherheit von weniger als 1 Prozent bekannt.Zehn Jahre statt zwei Jahrhunderte messenDie Astronomen interessiert auch, was die kompakte Masse eines Schwarzen Lochs mit seiner Umgebung macht. Ein ruhendes Schwarzes Loch krümmt gemäss der allgemeinen Relativitätstheorie Einsteins die Raumzeit um sich herum. Ein rotierendes Schwarzes Loch zieht gemäss der Theorie die Raumzeit noch zusätzlich mit sich. Eine solche Verdrehung der Raumzeit an der Bahn von S301 zu messen, würde eine weitere eindrückliche Bestätigung von Einsteins wissenschaftlichem Vermächtnis liefern.Ein rotierendes Schwarzes Loch verdrillt gemäss der allgemeinen Relativitätstheorie Einsteins die Raumzeit in seiner Umgebung. Diesen Effekt hoffen die Astronomen über die nächsten zehn Jahre anhand der Umlaufbahn von S301 beobachten zu können.Max-Planck-Institut für extraterrestrische PhysikDer Effekt der Rotation nimmt sehr stark mit zunehmender Entfernung vom Schwarzen Loch ab. Es wäre deshalb deutlich schwieriger, ihn mithilfe von anderen bisher bekannten, weiter entfernten Sternen aufzuspüren. «Wir könnten die Verdrillung der Raumzeit auch an der Bahn von S2 sehen, aber dafür müssten wir die Position des Sterns über 200 Jahre messen. So viel Geduld haben wir nicht», sagt Gillessen.Mit der Vermessung der Umlaufbahn von S301 hoffen Gillessen und seine Kollegen bereits nach zehn Jahren am Ziel zu sein. Und mit etwas Glück könnten sie in den kommenden Jahren auch weitere Sterne beobachten, die noch näher an das Schwarze Loch herankommen. Damit könnten sie die Verdrehung der Raumzeit um das Schwarze Loch sogar noch präziser messen.Passend zum Artikel