DIE WICHTIGSTEN FAKTEN
WAS SIND SCHWARZE LÖCHER?
Die Bezeichnung Schwarzes Loch erfand der US-Physiker John Archibald Wheeler Mitte der 60er Jahre. Die Gravitation von Schwarzen Löchern ist so stark, dass selbst Licht ihnen nicht entweichen kann. Niemand hat also je ein Schwarzes Loch selbst direkt gesehen – es ist einfach schwarz.
WIESO LÄSST SICH DANN EINE AUFNAHME DAVON MACHEN?
Nachgewiesen werden konnten Schwarze Löcher lange nur auf indirektem Weg – indem man beispielsweise das Verhalten des heißen Gases und Plasmas analysierte, das diese Materie verschlingenden Schwerkraftmonster umgibt. 2019 gelang es Forschern des EHT-Projekts, in der rund 55 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie Messier 87 (M87) diese Materie mitsamt dem Schwarzen Loch in ihrer Mitte direkt aufzunehmen – das erste Bild eines Schwarzen Loches überhaupt.
SIND ALLE SCHWARZEN LÖCHER GLEICH?
Nein, es gibt sie sozusagen in unterschiedlichen Konfektionsgrößen. Im Wesentlichen unterscheidet man zwischen stellaren und supermassereichen Schwarzen Löchern. Erstere sind vergleichsweise klein und entstehen am Ende des Lebens massereicher Sterne, die anderen, viel größeren Gravitationsmonster haben Astronomen in den Zentren von Galaxien gefunden, also in der Mitte großer Sterneninseln wie unsere Milchstraße.
WAS BEFINDET SICH IN IHREM INNERN?
Im Zentrum des Schwarzen Lochs konzentriert sich dessen gesamte Masse in einem einzigen Punkt mit unendlich hoher Dichte und unendlich starkem Gravitationsfeld. Physiker sprechen von einer Singularität. Begrenzt werden Schwarze Löcher vom sogenannten Ereignishorizont (englisch event horizon), der dem EHT-Projekt seinen Namen gab. Alles was sich innerhalb des Ereignishorizonts befindet, kann dem Schwarzen Loch nicht entkommen – denn dazu wäre eine unendliche Energie erforderlich.
WAS IST DAS EVENT HORIZON TELESCOPE?
Beim EHT handelt es sich nicht nur um ein einzelnes Instrument. Das Projekt ist vielmehr ein Verbund aus riesigen Radioteleskopen. Zum Beobachtungszeitraum waren es acht Teleskope – über den Globus verteilt von Hawaii über Arizona, Spanien, Mexiko und Chile bis zum Südpol. Auch das deutsche Max-Planck-Institut ist an dem Projekt beteiligt. Dieser Zusammenschluss von Teleskopen bildet ein virtuelles Radioobservatorium mit einem effektiven Durchmesser von 12.000 Kilometern – also fast dem Durchmesser der Erde.
WAS WURDE MIT DEM EHT BEOBACHTET?
Im April 2017 wurden zwei Schwarze Löcher beobachtet, die nach irdischen Maßstäben sehr weit voneinander entfernt sind. „Gewinner“ im Wettlauf um das erste Bild eines kosmischen Schwerkraftmonsters war das Schwarze Loch in der elliptischen Riesengalaxie M87. Es besitzt eine Masse, die sechseinhalb Milliarden Mal größer ist als die der Sonne.
Es ist damit deutlich größer als das Schwarze Loch im Zentrum unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße, das nun ebenfalls bildlich festgehalten ist. Es liegt von der Erde aus gesehen im Sternbild des Schützen (lateinisch sagittarius) und trägt daher die Bezeichnung Sagittarius A*.
Obwohl Sagittarius A* mit einer Entfernung von rund 27.000 Lichtjahren der Erde viel näher ist als das Schwarze Loch in der Galaxie M87, war es viel schwieriger, ein Bild von ihm zu machen. Denn während in M87 das Gas zwei Wochen braucht, um das dortige riesige Schwarze Loch zu umrunden, vollzieht sich dieser Prozess beim deutlich kleineren Schwarzen Loch in der Milchstraße binnen Minuten.
Das bedeutet, dass Helligkeit und Muster des Gases rund um Sagittarius A* sich schnell verändern und daher schwer ein Bild davon anzufertigen ist. Das nun veröffentlichte Bild des Schwarzen Lochs in unserer Galaxie setzten die Forscher des EHT-Projekts aus mehreren Bildern des kosmischen Gebildes zusammen. (AFP)
„Unsere Entdeckung zeigt, dass es sich bei dem Objekt im galaktischen Zentrum tatsächlich um ein Schwarzes Loch handelt“, erklärte der Direktor des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie, Anton Zensus. Bei einer Pressekonferenz im bayerischen Garching fügte er hinzu: „Mission erfüllt? Ja. Aber es gibt noch so viel zu tun.“
EHT-Forscher Geoffrey Bower von der Academia Sinica in Taiwan erklärte, die Anfertigung des Bildes mithilfe eines Netzwerks aus Hochleistungsteleskopen habe „unser Verständnis von dem, was ganz im Zentrum unserer Galaxie geschieht, verbessert“. Das erste Bild dieses Phänomens im Zentrum der Milchstraße biete „neue Einblicke, wie diese riesigen Schwarzen Löcher mit ihrer Umgebung interagieren“.
Schwarze Löcher haben eine so starke Gravitation, dass selbst Licht ihnen nicht entweichen kann. Da sie also einfach nur schwarz sind, können sie nur dank der sie umgebenden Gase sichtbar gemacht werden. Zum ersten Mal gelang das den Forschern des EHT-Projekts 2019 mit einem riesigen Schwarzen Loch in der rund 55 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie Messier 87 (M87).
Existenz vermutet seit 1974
Nun gelang ihnen dies auch bei dem kleineren und schwerer abzubildenden Schwarzen Loch inmitten unserer Galaxie. Es liegt von der Erde aus gesehen im Sternbild des Schützen und wurde daher nach der lateinischen Bezeichnung des Sternbildes Sagittarius A* genannt, kurz Sgr A*. Seine Existenz war seit 1974 vermutet worden, nachdem eine ungewöhnliche Quelle von Radiowellen im Zentrum unserer Galaxie ausgemacht worden war.
In den 90er Jahren gelang es, die Orbits der hellsten Sterne nahe dem Zentrum der Milchstraße zu kartografieren. Damit wurde die Präsenz eines supermassereichen kompakten Objektes dort bestätigt. Als einzige plausible Erklärung galt ein Schwarzes Loch – und nun gibt es dafür einen direkten visuellen Beweis.
Das Schwarze Loch selbst ist auf der Aufnahme zwar nicht zu sehen, weil es naturgemäß keine Strahlung aussendet. Zu sehen ist aber ein charakteristischer dunkler Fleck, der von einer hellen ringartigen Struktur umgeben ist. Das Schwarze Loch ähnelt damit einem riesigen, orangefarbenen Donut.
Thomas Krichbaum vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie hob am Donnerstag die Leistung des Event Horizon Telescope hervor. „Es kann drei Millionen Mal schärfer sehen als das menschliche Auge. Wenn man in einem Biergarten in München sitzt, könnte man die Gasbläschen in einem Bierglas in New York sehen.“
Fünf Jahre Arbeit für 300 Wissenschaftler
An dem Beweis haben mehr als 300 Wissenschaftler aus 80 Ländern fünf Jahre lang gearbeitet. Sie setzten das nun vorliegende Bild aus mehreren Momentaufnahmen von Sagittarius A* zusammen.
Die Forschungsergebnisse bestätigten auch die Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie des Physikers Albert Einstein aus dem Jahr 1915 über Schwarze Löcher. „Wir waren verblüfft, wie gut die Größe des beobachteten Rings mit den Vorhersagen von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie übereinstimmt“, erklärte EHT-Projektwissenschaftler Bower.
Max-Planck-Direktor Zensus fragte bei der Pressekonferenz in Garching, ob Einstein womöglich darüber „lächeln“ würde, „dass hunderte Wissenschaftler ihn immer noch nicht widerlegt haben“. „Ich glaube eher, er wäre verzückt über die experimentellen Möglichkeiten, die wir heute in diesem Feld haben.“
Endlich ein Bild vom Schöpfer der uns wieder auffressen wird und zu neuem Sternenstaub formen wird! Toll.
Die Piersson's Puppeteers sind schon auf der Flucht zu den Magellanchen Wolken.