Beobachtung am Schwarzen Loch bestätigt Einsteins Theorie

Was Albert Einstein vor über 100 Jahren theoretisch beschrieb, konnten Forscher nun erstmals im Weltall nachweisen.

Diese künstlerische Darstellung zeigt den Weg des Sterns S2 um das Schwarze Loch herum und die das Licht durch die starke Gravitationskraft etwas röter wird – wie von Einstein bereits vor über 100 Jahren korrekt berechnet. Die Grössen und Farben der Objekte sind in dieser Darstellung für die bessere Verdeutlichung angepasst worden. (European Southern Observatory / M. Kornmesser)

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Im Zentrum der Milchstrasse haben Astronomen eine weitere Bestätigung für Albert Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie gefunden: Erstmals konnten sie die sogenannte Gravitationsrotverschiebung nachweisen.

Die Wissenschaftler um Reinhard Genzel vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching bei München hatten den Stern S2 ins Visier genommen und genau verfolgt, wie er das extrem massereiche Schwarze Loch im Zentrum unserer Heimatgalaxie passierte. Ihre Beobachtungen mit dem «Very Large Telescope» (VLT) der Europäischen Südsternwarte Eso in der chilenischen Atacama-Wüste stellen die Forschenden im Fachblatt «Astronomy & Astrophysics» vor.

Der Stern S2 umrundet das 26'000 Lichtjahre entfernte zentrale Schwarze Loch im Zentrum der Milchstrasse etwa alle 15 Jahre. Auf seiner eiförmigen Bahn nähert er sich bis auf 14 Milliarden Kilometer an das Schwarze Loch an – das entspricht ungefähr dem dreifachen Abstand des äussersten Planeten unseres Systems, Neptun, zur Sonne.

Der Stern wird dabei sehr schnell, er erreicht ein Tempo von mehr als 25 Millionen Kilometern pro Stunde, fast drei Prozent der Lichtgeschwindigkeit. Nach Einsteins vor mehr als 100 Jahren veröffentlichten Theorie sollte das Licht des Sterns durch die starke Gravitationskraft des Schwarzen Lochs etwas röter werden – die Lichtwellenlänge wächst. Genau diesen Effekt haben die Forscher nun beobachtet.

Jahrzehntelange Suche erfolgreich

Die Entdeckung dieser Gravitationsrotverschiebung sei der Höhepunkt einer insgesamt 26-jährigen Beobachtungskampagne, unterstrich die Max-Planck-Gesellschaft in einer Mitteilung. «Wir haben seit einer Dekade gezielt danach gesucht und das Experiment vorbereitet», berichtete Genzel.

«Das ist das zweite Mal, dass wir den nahen Vorbeiflug von S2 um das Schwarze Loch in unserem galaktischen Zentrum beobachtet haben. Aber diesmal konnten wir den Stern aufgrund der deutlich verbesserten Instrumentierung mit bisher unerreichter Detailauflösung verfolgen.»

Ko-Autor Stefan Gillessen vom Garchinger Institut ergänzt: «Damit konnten wir den Stern auf seiner Umlaufbahn extrem genau verfolgen und schliesslich die gravitative Rotverschiebung im Spektrum von S2 nachweisen.» (anf/sda)

Erstellt: 26.07.2018, 14:59 Uhr

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