Uni Innsbruck

Uni Innsbruck sucht mit „James Webb" junge Sterne bei Schwarzem Loch

Der Carina-Nebel hat mit seinen jungen stellaren Objekten Ähnlichkeiten mit der neuen Studie.
© NASA, ESA, CSA, and STScI

In einem Forschungsprojekt versucht die Uni Innsbruck junge Sterne im Zentrum der Milchstraße nachzuweisen. Zur Hilfe zieht sie sich das neue „James Webb"-Weltraumteleskop.

Innsbruck/Wien – Die Astrophysikerin Nadeen Sabha von der Uni Innsbruck leitet eines der ersten Forschungsprojekte am neuen "James Webb"-Weltraumteleskop (JWST). Wie die Uni mitteilte, will sie sehr junge Sterne im Zentrum der Milchstraße nachweisen. Weil sich dort ein Schwarzes Loch befindet, sei die Geburt von Sternen zwar unwahrscheinlich. Unter besonderen Bedingungen wäre dies aber möglich und es gebe immer mehr Hinweise auf die Existenz einer Sternen-Geburtsstätte im Galaxienzentrum.

Schwarzes Loch im Zentrum der Milchstraße

Anfang der 1990er-Jahre lieferten der deutsche Astrophysiker Reinhard Genzel und die US-Astronomin Andrea Ghez überzeugende Beweise dafür, dass sich im Zentrum der Milchstraße ein supermassereiches Schwarzes Loch befindet - sie wurden dafür 2020 mit dem Physiknobelpreis ausgezeichnet. Das "Sagittarius A*" genannte Objekt ist rund 26.000 Lichtjahre entfernt und konzentriert rund vier Millionen Sonnenmassen in einem Gebiet nicht größer als unser Sonnensystem.

In unmittelbarer Nähe dieses Schwarzen Lochs wurden bei früheren Beobachtungen Objekte nachgewiesen, die schwach im Infrarot-Bereich leuchten - was ein Hinweis auf die Entstehung neuer Sterne sein könnte. Dafür müsste aber die Gasdichte hoch genug sein, um die Gezeitenkräfte zu überwinden, die durch das Gravitationsfeld des Schwarzen Lochs verursacht werden.

Sternbildung braucht die richtige Gasdichte

Astrophysikerin Nadeen B. Sabha leitet das Forschungsprojekt.
© privat

Durch die Schwerkraft des Schwarzen Lochs und des zentralen Sternhaufens, der "Sagittarius A*" umgibt, herrschen im Zentrum der Galaxie schon sehr hohe Gasdichten - viel höher als in den meisten anderen Regionen der Milchstraße, erklärte Nadeen Sabha vom Institut für Astro- und Teilchenphysik der Universität Innsbruck der APA. "Die für die Sternentstehung notwendigen extrem hohen Gasdichten entstehen aber erst durch die Gezeitenwechselwirkung mit dem Schwarzen Loch. Die Gezeitenkraft dünnt die Gaswolke dabei in einer Richtung aus, gleichzeitig komprimiert sie das Gas aber in der anderen Richtung, was schließlich zur Sternbildung führen würde", so die Astrophysikerin.

Zur Person

Die Innsbrucker Astrophysikerin Nadeen B. Sabha ist noch an drei weiteren Forschungsvorhaben mit dem James Webb-Weltraumteleskop beteiligt, zwei davon betreffen ebenfalls das Zentrum der Milchstraße, ein drittes untersucht Quellen von Gravitationswellen.

Nadeen Sabha hat an der Jordanischen Universität für Wissenschaft und Technologie Angewandte Physik studiert. Als Mitglied der Bonn Cologne Graduate School of Physics and Astronomy (BCGS) hat sie 2010 einen Master in Experimentalphysik erworben, wofür sie mit dem DAAD-Preis 2011 für exzellente internationale Studierende an deutschen Hochschulen ausgezeichnet wurde. Auf der Grundlage ihrer Masterarbeit über hochauflösende Infrarotstudien des zentralen Parsec unserer Galaxie promovierte sie 2014 an der Universität zu Köln.

Ihre Forschung konzentriert sich auf die Untersuchung des Zentrums unserer Galaxie mit Hilfe von Infrarotbeobachtungen, um die Entstehung und Häufigkeit von Sternen in einer massereichen Umgebung zu untersuchen. Sie ist auch Teil von ENGRAVE, einer internationalen Kollaboration, die sich mit Nachweisen elektromagnetischer Gegenstücke zu Quellen von Gravitationswellen befasst.

Außerdem ist Nadeen Sabha im Rahmen ihrer Arbeit an der Universität Innsbruck an der Entwicklung der wissenschaftlichen Programme für die Instrumente des ESO Extremely Large Telescope (ELT), der nächsten Generation bodengebundener Teleskope (40-m-Klasse), beteiligt.

Sabha und ihr Team wollen nun mit Hilfe des vor kurzem in Betrieb gegangenen "James Webb"-Weltraumteleskops genauer hinschauen. "Wir werden das hochempfindliche Teleskop auf diese schwachen Quellen im Zentrum unserer Galaxie richten. Damit sollte es möglich sein, diese neugeborenen Sterne mit relativ geringen Massen nachweisen zu können", erklärte sie. Sollte dies tatsächlich gelingen, könnten sich auch Planeten unter den unwirtlichen Bedingungen in der Nähe von Schwarzen Löchern im Zentrum von Galaxien bilden, betont die Forscherin.

Die jungen Sterne in sicherer Umlaufbahn

Auch wenn landläufig die Vorstellung von einem alles verschlingenden Schwarzen Lochs vorherrscht, wäre den jungen Sternen nicht automatisch ein kurzes Leben beschieden: "Die Sterne, die ich untersuchen werde, befinden sich auf stabilen Umlaufbahnen um das Schwarze Loch, so wie unsere Erde auf einer stabilen Umlaufbahn um unsere Sonne ist", so Sabha. Die möglicherweise sehr jungen Sterne seien nahe genug, um das Gravitationsfeld des Schwarzen Lochs zu spüren, aber weit genug entfernt, um ihr ganzes Leben lang auf ihren Bahnen zu bleiben. Tatsächlich sei "Sagittarius A*" von zahlreichen Sternen umgeben, die teilweise bis zu einer Milliarde Jahre alt sind.

Ergänzend zu den Untersuchungen mit dem Weltraumteleskop erforscht Sabha die Sternentstehung im Zentrum der Milchstraße auch mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte ESO in Chile. Damit lassen sich auch Regionen im Zentrum der Galaxie beobachten, die für das hochempfindliche "James Webb"-Teleskop zu hell sind. (APA)

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