Im August 2026 hat das James-Webb-Weltraumteleskop etwas beobachtet, was noch vor wenigen Jahren niemand für möglich gehalten hätte: Staub und Wasser, die sich weniger als ein Lichtjahr vom supermassereichen Schwarzen Loch im Zentrum unserer Galaxie bilden und dort bestehen bleiben. Eine Entdeckung, die in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ von einem Team unter der Leitung von Florian Peissker von der Universität zu Köln veröffentlicht wurde.
Im Zentrum unserer Galaxie befindet sich Sagittarius A* (abgekürzt Sgr A*), ein supermassives Schwarzes Loch mit einer Masse von 4,3 Millionen Sonnenmassen. Um es herum herrscht eine extreme Umgebung: intensive ultraviolette und Röntgenstrahlung, Temperaturen von Millionen Grad in der Akkretionsscheibe, verzerrte Magnetfelder und Sterne, die mit wahnsinnigen Geschwindigkeiten umkreisen.
In dieser Umgebung befindet sich ein Stern namens IRS 3. «IRS» steht für «Infrared Source» – Infrarotquelle. IRS 3 ist ein Stern am Ende seines Lebens: Er hat seinen Wasserstoff verbraucht, ist zu einem Roten Riesen geworden und verliert nun Materie an den Weltraum. Seine Masse beträgt etwa das Sechsfache der Sonnenmasse, und er ist etwa 72 Millionen Jahre alt. Er befindet sich nur 0,55 Lichtjahre von Sgr A* entfernt – das ist auf galaktischer Ebene sehr nah.
Um zu verstehen, wie man Staub und Wasser um einen Stern herum «sehen» kann, muss man ein einfaches physikalisches Prinzip verstehen: Jedes Molekül absorbiert und sendet Licht bei bestimmten Wellenlängen aus – wie ein einzigartiger Fingerabdruck.
Wenn das Licht eines Sterns durch den ihn umgebenden Staub und das Gas dringt, werden bestimmte Farben (bestimmte Wellenlängen) von den dort vorhandenen Molekülen absorbiert. Betrachtet man das Spektrum dieses Lichts – so wie ein Prisma weißes Licht in einen Regenbogen zerlegt –, sieht man an bestimmten Stellen Täler und Spitzen. Diese Täler und Spitzen verraten uns genau, welche Moleküle vorhanden sind.
Das Problem ist, dass Staub und Wasser nur im Infrarotbereich sichtbar sind – ein Licht, das für das menschliche Auge zu rot ist und von der Erdatmosphäre weitgehend abgeschirmt wird. Daher benötigt man ein Infrarot-Weltraumteleskop. Genau das leistet das James-Webb-Teleskop mit seinem Instrument MIRI (Mid-Infrared Instrument, Mittelinfrarot-Instrument).
Webb richtete MIRI auf IRS 3 aus und zeichnete das detaillierteste Infrarotspektrum auf, das jemals für diesen Stern gewonnen wurde. In diesem Spektrum identifizierte das Team zwei sehr deutliche Infrarotsignaturen, die mit Silikatstaub in Verbindung stehen – einem Staub, der aus Silizium und Sauerstoff besteht, also derselben Art von Staub, die man auch im Sand auf der Erde findet. Und zum ersten Mal bei diesem Objekt haben sie zudem die Signatur von Wasser in der den Stern umgebenden Hülle nachgewiesen.
Die Beobachtungen zeigen, dass IRS 3 von einer Hülle aus Staub umgeben ist, die sich in aufeinanderfolgenden Schichten über etwa 10.000 astronomische Einheiten erstreckt (1 astronomische Einheit = die Entfernung Erde-Sonne, d. h. 150 Millionen km). Die Temperatur dieses Staubs schwankt zwischen 1.200 Kelvin in der Nähe des Sterns und etwa 100 Kelvin in den äußeren Bereichen. Um eine Vorstellung zu vermitteln: 1.200 K entsprechen etwa 930 °C – heiß, aber nicht heiß genug, um den Staub zu zerstören.
Der Staub ist sauerstoffhaltig (Silikat), was früheren Studien widerspricht, die darauf hindeuteten, dass IRS 3 kohlenstoffreich sei. Das ist eine wichtige Erkenntnis: Ein sauerstoffreicher Stern produziert anderen Staub als ein kohlenstoffreicher Stern, und das verändert unser Verständnis davon, welchen Einfluss dieser Stern auf seine Umgebung hat.
Was das Wasser betrifft: Dies ist der erste eindeutige Nachweis von Wassermolekülen um IRS 3. Die Entdeckung ist bedeutend, da Wasser – wie jedes Molekül – durch intensive Strahlung zerstört werden kann. Doch in einer Entfernung von 0,55 Lichtjahren von einem supermassiven Schwarzen Loch ist Strahlung genau das, was diese Moleküle eigentlich zerstören müsste.
Stellen Sie sich vor: Sie befinden sich 0,55 Lichtjahre von einem supermassereichen Schwarzen Loch entfernt. Die von der Akkretionsscheibe und den umgebenden Sternen ausgestrahlte Ultraviolett- und Röntgenstrahlung ist intensiv. Die Temperaturen in der unmittelbaren Umgebung des Schwarzen Lochs erreichen Millionen von Grad. Die Magnetfelder sind verzerrt und turbulent. Es handelt sich, wie Florian Peissker es beschreibt, um «eine der extremsten Umgebungen», die wir kennen.
In dieser Umgebung ging man davon aus, dass sich weder Staub noch komplexe Moleküle bilden oder überleben könnten. Die Strahlung würde sie zerstören. Die hohen Temperaturen würden sie verdampfen lassen. Komplexe chemische Reaktionen wären unmöglich.
Webb beweist jedoch das Gegenteil. IRS 3, ein Stern am Ende seines Lebens, produziert weiterhin Staub und Wasser in einer Entfernung von 0,55 Lichtjahren vom Schwarzen Loch. Und dieser Staub und dieses Wasser bleiben erhalten. Macarena Garcia Marin von der ESA, Mitautorin der Studie, fasst es so zusammen: «Der Nachweis von Wasser ist besonders spannend, da er zeigt, dass molekulares Material in einer von intensiver Strahlung dominierten Umgebung überleben kann.»
Diese Entdeckung hat eine einfache, aber tiefgreifende Konsequenz: Selbst in den unwirtlichsten Umgebungen des Universums findet weiterhin chemische Aktivität statt. Sterne am Ende ihres Lebens reichern das interstellare Medium mit Staub und Molekülen an, selbst in der Nähe eines Schwarzen Lochs. Und dieser Staub ist der Rohstoff für zukünftige Sterne und Planeten.
Warum ist das wichtig? Weil Staub der Baustein von Gesteinsplaneten wie der Erde ist. Wenn sich Staub in der Nähe eines supermassiven Schwarzen Lochs bilden und überleben kann, dann kann er sich fast überall bilden und überleben. Das bedeutet, dass die Bausteine für die Entstehung von Gesteinsplaneten – und vielleicht auch von Leben – widerstandsfähiger sind, als bisher angenommen.
Zudem verändert diese Entdeckung unser Verständnis der Chemie im galaktischen Zentrum. Galaktische Zentren sind die dichtesten und aktivsten Regionen einer Galaxie. Wenn Sterne dort Staub und Wasser produzieren können, dann tragen diese Regionen wesentlich stärker zum Stoffkreislauf in der Galaxie bei, als bisher angenommen.
Das Zentrum der Milchstraße befindet sich im Sternbild Schütze. Von der Schweiz aus (Breitengrad 47° N) steht es etwa 14 Grad über dem südlichen Horizont – zwar tief, aber in einer klaren Nacht bei freiem Horizont gut sichtbar. Die beste Zeit für die Beobachtung ist von Juni bis September, wenn der Schütze hoch am Nachthimmel steht. Im Oktober steht er in der Dämmerung bereits tief am südwestlichen Horizont.
Mit bloßem Auge kann man bei wirklich dunklem Himmel das milchige Band der Milchstraße erkennen, das durch den Schützen verläuft – den hellsten Bereich am gesamten Himmel, da man in Richtung des Zentrums der Galaxie blickt. Mit einem Fernglas ist die Sternendichte in diesem Bereich atemberaubend. Und natürlich kann man weder IRS 3 noch Sgr A* sehen – das sind Infrarot- und Radioobjekte, die im sichtbaren Licht unsichtbar sind –, aber wir wissen inzwischen, dass sich in diesem leuchtenden Fleck im Schützen, 26.000 Lichtjahre von uns entfernt, trotz des Schwarzen Lochs still und leise Staub und Wasser bilden.
Das James-Webb-Teleskop hat erstmals Silikatstaub und Wasser um den Stern IRS 3 entdeckt, der 0,55 Lichtjahre vom supermassereichen Schwarzen Loch Sgr A* im Zentrum der Milchstraße entfernt liegt. Diese Entdeckung zeigt, dass selbst in einer der extremsten Umgebungen des Universums die Chemie der Materie weitergeht – Sterne am Ende ihres Lebens produzieren nach wie vor den Staub, aus dem zukünftige Generationen von Sternen und Planeten entstehen werden.
Die Beobachtungen wurden im Jahr 2025 im Rahmen des MICONIC-Programms (Mid-Infrared Characterisation of Nearby Iconic Galaxy Centres) mit dem MIRI-Instrument des Webb-Teleskops durchgeführt und am 11. August 2026 in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.
Quellen: ESA/Webb – Pressemitteilung vom 11. August 2026 ; NASA – Bild des Tages, 10. September 2026 ; Wissenschaftlicher Artikel – Astronomy & Astrophysics ; Space.com, 23. September 2026
Siehe auch auf Deep Space Astronomy: Saturn in Opposition am 4. Oktober 2026 ; Entfaltung in der Astronomie
Unterschrift: CBurkhalter
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