Erstes Foto eines Schwarzen Lochs

Dirk Eidemüller

Das Bild zeigt einen runden, hellen Ring.

Event Horizon Telescope Collaboration

Aufgrund der großen Anziehungskraft von Schwarzen Löchern kann ihnen selbst Licht nicht entkommen. Das macht eine direkte Fotografie unmöglich. Doch mit dem Event Horizon Telescope – einem Zusammenschluss von acht Radioteleskopen – ist nun erstmals die Fotografie eines Schwarzen Lochs gelungen. Wie die beteiligten Wissenschaftler heute auf sechs Pressekonferenzen zeitgleich berichteten, gelang ihnen nun erstmals eine Aufnahme des Schattens eines Schwarzen Lochs. Dieser Schatten entsteht durch die Strahlung des verzerrten Lichts, wenn es unwiderruflich im Schwarzen Loch verschwindet.

Das abgebildete Schwarze Loch liegt im Zentrum der rund 55 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernten Galaxie Messier 87, die sich im Virgo-Galaxienhaufen befindet. Wie die historischen Aufnahmen zeigen, hat dieses Schwarze Loch einen Radius von knapp 20 Milliarden Kilometern. Das entspricht ungefähr der dreifachen Entfernung von der Sonne bis zum Neptun, dem äußersten Planeten unseres Sonnensystems. Aus dem Galaxienkern von Messier 87 schießt mit hoher Geschwindigkeit ein stark gebündelter Materiestrahl, der mindestens 5000 Lichtjahre ins All hinausreicht.

Das nun aufgenommene Bild zeigt heiße Materie, die sich ringförmig um das supermassereiche Schwarze Loch angesammelt hat. Tatsächlich befindet sich ein großer Teil der leuchtenden Materie von uns aus gesehen sogar hinter dem Schwarzen Loch. Denn diese supermassereichen Objekte krümmen die Raumzeit stark und lenken damit auch Licht ab. Anhand der Lichtkrümmung ließ sich außerdem die Masse des Schwarzen Loches abschätzen: Mit 6,5 Milliarden Sonnenmassen ist es mehr als tausendfach schwerer als das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße.

Erst der Zusammenschluss von acht Radioteleskopen wie ALMA und APEX in Chile sowie Observatorien in Europa, Hawaii und sogar am Südpol ermöglichte die Aufnahme. Die mehr als 200 beteiligten Astronomen von 13 Instituten kombinierten die Signale aller acht Teleskope und stimmten sie dazu mithilfe von Atomuhren exakt aufeinander ab. Auf diese Weise enstand ein virtuelles Teleskop, dessen Auflösung einer zweimillionenfachen Vergrößerung entspricht – ausreichend, um einen Tennisball auf dem Mond ausfindig zu machen.

Um die Signale vom untersuchten Schwarzen Loch aus dem Hintergrundrauschen herauszufiltern, mussten die Forscher enorme Datenmengen analysieren. Übertragen wurden diese Daten nicht etwa per Internet, sondern über den Postweg: Ganze Stapel von Festplatten erreichten die Rechenzentren des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie in Bonn sowie des Haystack Observatorium in Westford, Massachusetts. Die Forscher des Radioteleskops am Südpol mussten sogar Monate warten, bis der Winter vorbei war und wieder Flugzeuge landen konnten.

Die Beobachtungen zeigen kein unerwartetes Verhalten: Die Ergebnisse stimmen bislang mit den Voraussagen von Albert Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie überein. In den kommenden Jahren werden aber weitere Tests stattfinden, wenn zusätzliche Teleskope zum Event Horizon Telescope hinzustoßen und längere Beobachtungsphasen möglich werden. Zudem wollen die Forscher künftig auch Sagittarius A* genauer untersuchen – das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße. Aufgrund seiner geringeren Größe rotiert die Materie dort sehr viel schneller, sodass Aufnahmen wesentlich anspruchsvoller sind.


Quelle: https://www.weltderphysik.de/gebiet/universum/news/2019/erstes-foto-eines-schwarzen-lochs/