Einstein und Sternentanz um Sagittarius bestätigen sich gegenseitig

Spannend wird die Naturwissenschaft erst richtig, wenn zwischen Beobachtungen und Theorie nicht nur eine Einbahnstraße besteht. Das zeigt sich aktuell in der Übereinstimmung der Bewegungen eines Sterns im Zentrum der Milchstraße mit der Allgemeinen Relativitätstheorie. In den meisten Fällen untermauern Beobachtungen und Experimente eine wissenschaftliche Theorie. Oder die Theorie erklärt die Beobachtung. Eine aktuelle Veröffentlichung europäischer Forschungseinrichtungen schafft es aber, beide Richtungen mit einem Mal zum Tragen zu bringen. Die Grundlage dafür bildet die Beobachtung eines Sterns über 30 Jahre hinweg.

Die Bewegung des Sterns mit der Bezeichnung S2 um die Strahlungsquelle Sagittarius A* im Zentrum unserer Galaxie passt auffallend genau zu dem, wie sich eben ein Stern um ein Schwarzes Loch der entsprechenden Masse bewegen würde, wenn man seine Bahn mit der Allgemeinen Relativitätstheorie berechnen würde. Man kann also einerseits feststellen, dass sowohl die von Albert Einstein entwickelte Theorie auf die Bewegung von Objekten um Graviationsquellen passt, als auch dass Sagittarius A* wirklich ein solches Schwarzes Loch ist, wie man es bisher angenommen hat.

In unser aller Alltag spielt bei der Berechnung von Bewegungen eher die vergleichsweise simple Mathematik Newtons eine Rolle. Es zeigte sich allerdings, dass diese nicht immer ausreicht, um die Bahnen von Himmelskörpern korrekt zu beschreiben - vor allem wenn diese sich relativ dicht an einem starken Gravitationszentrum befinden. So hatte man beispielsweise lange Probleme, zu erklären, warum sich der Orbit des Merkur um die Sonne nicht in Übereinstimmung mit Newtons Gesetzen bringen lässt.

Tanzen statt stur geradeaus

Dann aber trat Einstein mit seiner Allgemeinen Relativitätstheorie in die Welt der Physik ein, die Newtons Grundlagen deutlich weiterentwickelte. Die Formeln passten auf einmal, um auch den Weg des Merkur zu beschreiben. Und auch der Weg, den S2 um Sagittarius A* zurücklegt, passt nun genau in das Schema, das Einsteins Arbeit eben für ein Objekt seiner Masse zeichnen würde, das sich um ein Schwarzes Loch mit einer Masse, die 4 Millionen Mal so schwer ist wie unsere Sonne, bewegt.

Entgegen der Newton-Theorie ziehen Objekte nämlich nicht nur immer wieder die gleichen elliptischen Bahnen um ihr Schwerkraftzentrum. Da dieses nämlich auch selbst rotiert, verschiebt sich die Bahnachse immer wieder um kleine Stücke. Zeichnet man den Flug über längerer Zeit auf, ergibt sich kumuliert eher das Bild einer Rosette.

Die Beobachtungen im Zentrum der Milchstraße wurden mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO durchgeführt. Zukünftig sollen mit dem Extremely Large Telescope noch weitaus genauere Beobachtungen möglich werden - insbesondere hoffen die Wissenschaftler, auch die Bewegungen kleinerer Sterne um das Zentrum der Milchstraße beobachten zu können.

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