Astronomie, Nobelpreis, Physik

Was versteckt sich im Zentrum der Milchstraße? {Physik Nobelpreis 2020}

Bei all meiner Begeisterung und Freude über die erste Hälfte des diesjährigen Physik Nobelpreises, soll nicht untergehen, dass auch die zweite Hälfte sehr spannend und verdient ist! Mit Andrea Ghez hat erst die 4. Frau überhaupt den Physik Nobelpreis bekommen, allein das ist schon eine Nachricht wert!

Diese zweite Hälfte geht zu gleichen Teilen an Andrea Ghez und Reinhard Genzel “for the discovery of a supermassive compact object at the centre of our galaxy”. Also für die Beobachtung eines supermassiven kompakten Objekts im Zentrum unserer Galaxie.

Die beiden Wissenschaftler Andrea Ghez und Reinhard Genzel arbeiten unabhängig voneinander schon seit Anfang der 1990er an der Erforschung des Zentrums der Milchstraße. Besonders speziell haben sie dabei die Region Sagittarius A* beobachtet – weil wir seit rund 100 Jahren und dank dem Astronomen Harlow Shapley wissen, dass sich dort das Zentrum der Milchstraße befindet. Auch unser Sonnensystem dreht sich also um diese Region!

Sowohl Andrea Ghez, als auch Reinhard Genzel wollten diese Region also genauer untersuchen. Die Sicht ist allerdings alles andere als klar, auf dem Weg von der Erde bis hin zu Sagittarius A*: Große Staubwolken versperren die Sicht und auch die Atmosphäre der Erde selbst ist ein Hindernis zum Beobachten (Warum? Schreibt mir einen Kommentar, wenn ihr mehr darüber erfahren möchtet!). Trotzdem schafften sie es, ihre Techniken und Instrumente so anzupassen, dass sie die Sterne, die direkt um das Zentrum schwirren, über Jahre hinweg beobachten konnten. Dafür nutzten Genzel und sein Team das NTT und später das VLT in Chile. Andrea Ghez wiederum verwendete für ihre Forschung das Keck Observatory auf Hawaii. Inzwischen sind die Instrumente so fein, dass die Sterne tatsächlich von Nacht zu Nacht beobachtet werden können.

Insgesamt wurden so rund 30 Sterne genauer beobachtet und ihre Bahnen nachverfolgt. Unterhalb eines Radius‘ von einem Lichtmonat bewegen sie sich sehr schnell um das Zentrum herum, ihre Bahnen wirken dabei wie ein Bienentanz. Außerhalb dieses Radius‘ sind die Sterne auf stabileren, elliptischen Bahnen. Ein Stern, S2 oder auch S-02, wurde dabei genauer beobachtet, weil er eine komplette Umrundung des Zentrums in gerade mal 16 Jahren schafft. Das mag nicht extrem klingen, ist es aber: Die maximale Geschwindigkeit, die S2 auf seinem Orbit erreicht, beträgt 7000 km pro Sekunde! Unsere Sonne beispielsweise braucht für eine Umrundung 200 Millionen Jahre – das letzte Mal, als sie an der Stelle war, wo wir uns im Moment befinden, wanderten Dinosaurier auf der Erde.

Die Orbits der Sterne um das Milchstraßenzentrum weisen darauf hin, dass sich dort ein supermassereiches Schwarzes Loch befindet. Das Schwarze Loch hat ein geschätztes Gewicht von 4 Millionen Sonnenmassen, in einem Bereich, das nicht größer als unser Sonnensystem ist.

Das Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie M87 // Credits: Event Horizon Telescope collaboration et al.

Wofür bekommen Andrea Ghez und Reinhard Genzel konkret den Nobelpreis?
Durch ihre Beobachtungen und die anschließende Interpretationen der Daten konnten Andrea Ghez und Reinhard Genzel zeigen, dass sich im Zentrum unserer Galaxie ein supermassives Schwarzes Loch befindet! Beeindruckend ist, dass die Arbeitsgruppen zu sehr ähnlichen Messergebnissen kamen, obwohl sie nicht zusammen gearbeitet hatten und die beobachtenden Objekte extrem weit entfernt sind.

„The universe has many secrets and surprises left to be discovered.“ – Aus der Begründung des Nobelpreis Komitees.

Ausblick:
Vielleicht können wir demnächst einen direkten Blick auf Sagittarius A* werfen. Das zumindest ist in greifbarere Nähe gekommen, nachdem erst letztes Jahr das erste Bild eines Schwarzen Loches gezeigt werden konnte. Gleichzeitig bedeutet die Beobachtung von Schwazren Löchern, dass wir immer mehr direkt die Allgemeine Relativitätstheorie von Einstein testen können. Dank Roger Penrose hatten wir einen theoretischen Beweis für die Existenz von Schwarzen Löchern, nun können wir sie beobachten und sogar fotografieren. Diese neuen Erkenntnisse werden ihrerseits vermutlich neue Theorien anstoßen. Es bleibt also spannend in der Astrophysik!

Guten Morgen, Andrea Ghez!

Andrea Ghez wurde 1965 in New York geboren und ist Professorin an der UCLA. Sie ist erst die 4. Frau, die den Nobelpreis bekam – über zwei der anderen beiden hatte ich bereits geschrieben: Marie Curie und Donna Strickland. Die Geschichte, wie sie die Nachricht erreichte, ist nicht ganz so lustig, wie bei Harvey Alter oder Roger Penrose, sie lag schlicht im Bett und schlief – um 2 Uhr nachts nicht das ungewöhnlichste… Sie sagte, dass sie die ersten Minuten während des Telefonats gedacht hat, sie träumte, bis sie dann richtig aufwachte.

„It amazes me every time I go to the telescope“
“I hope I can inspire other young women into the field. It’s a field that has so many pleasures, and if you are passionate about the science, there’s so much that can be done.” – Andrea Ghez während der Pressekonferenz am 6. Oktober 2020

Na das ist doch mal ein Büro…

Reinhard Genzel wurde 1952 in Bad Homburg vor der Höhe geboren und ist Direktor des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik in Garching bei München. Ihn erreichte die Nachricht, „von der man nie glaubt, dass man sie bekommt“, mitten in einer virtuellen Konferenz in seinem Büro in Garching.

„Completely unexpected and, wow, I’m on cloud 17.“ – Reinhard Genzel über seine Reaktion auf die Verleihung

 

Save the date: Am Dienstag, den 8.12., werden die Nobel Lectures zu Physik online ab 9 Uhr CET übertragen!

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Quellen & weitere Informationen:
Press release, nobelprize.org
Popular Science background, nobelprize.org
Scientific background, nobelprize.org
Am Ende der Zeit, spektrum.de
Black Hole Image Makes History; NASA Telescopes Coordinated Observations

Ein Gedanke zu „Was versteckt sich im Zentrum der Milchstraße? {Physik Nobelpreis 2020}“

  1. Hallo Isabelle,
    ich bewege mich aktuell auf `ähnlichen´ Faden wie du, habe von diesen Nachrichten gehört und finde deinen Bericht sehr informativ und spannend.
    Ich werde auch auf eine große Reise gehen und habe dazu heute mal eine Einführung verfasst. Ob meine Gedanken so ankommen, kann ich nicht beurteilen und teile den link mal mit dir:
    https://4alle.wordpress.com/2020/12/07/wir-alle-universal-pt-1/
    Korrektur hab ich noch nicht gelesen, mach erst mal Pause!
    Wünsche noch eine gute Woche!
    Jürgen aus Loy (PJP als Blogger)

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