Auflösung erreicht nahezu Größenordnung des Ereignishorizonts Nahester Blick auf Schwarzes Loch - scinexx | Das Wissensmagazin
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Auflösung erreicht nahezu Größenordnung des Ereignishorizonts

Nahester Blick auf Schwarzes Loch

Diese Computergrafik zeigt, wie ein Hotspot heißen Gases, der um das Schwarze Loch kreist, aussehen würde. Das Schwarze Loch verzerrt das glühende Gas und wirft einen Schatten. © Avery Broderick (CITA) & Avi Loeb (CfA)

Astronomen sind dem gigantischen Schwarzen Loch im Zentrum unserer Milchstraße so nah gekommen wie noch nie – zumindest beobachtungstechnisch. Ihr Blick reichte fast bis zum Ereignishorizont, dem Punkt, von dem an kein Licht mehr entweichen kann. Dabei entdeckten sie, wie sie in „Nature“ berichten, eine winzige Struktur von nur 37 Mikro-Bogensekunden – dies entspricht der höchsten jemals in der Astronomie erreichten Auflösung.

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Im Zentrum der Milchstraße liegt, wie in vielen anderen Galaxien auch, ein Schwarzes Loch. Bisher konnte es noch nicht direkt beobachtet, sondern nur durch seine Auswirkungen identifiziert werden. Jetzt haben Astronomen mithilfe einer neuen Methode die Auflösung von astronomischen Beobachtungen so stark erhöht, dass sie dem Größenbereich des Schwarzen Lochs immerhin schon sehr nahe kamen.

Interferometrie verkoppelt Teleskope

Die Wissenschaftler nutzen die Technik der so genannten Very Long Baseline Interferometry (VLBI), eine Methode, bei der Radioteleskope an weit auseinander liegenden Standorten so zusammengeschaltet werden, dass sie wie ein einziges großes Teleskop arbeiten. Durch diesen „Trick“ wird die Auflösung extrem gesteigert. Das Team nahm mit dieser Teleskop-Kombination die Strahlung ins Visier, die vom Himmelsobjekt Sagittarius A ausgeht.

Normalerweise ist das VLBI nicht darauf ausgerichtet, Strahlung der Wellenlängen unterhalb von 3,5 Millimetern zu registrieren, doch mithilfe innovativer Technik und neu entwickelten Analysemethoden konnten die Wissenschaftler auch die im Wellenlängenbereich von 1,3 Millimetern liegende Sagittariusstrahlung aufnehmen. Da diese Strahlung besonders gut und ungestört aus dem galaktischen Zentrum austreten kann, während andere Wellenlängen stark gestreut und gebrochen werden, ermöglichte dies Aufnahmen von bisher unerreichter Schärfe.

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Auflösung erreicht fast Ebene des Ereignishorizonts

„Diese Technik erlaubt uns einen unerreichten Blick auf die Region nahe dem zentralen Schwarzen Loch der Milchstraße“, erklärt Sheperd Doeleman vom Massachusetts Institute of Technology (MIT). Sein Kollege Jonathan Weintroub vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) ergänzt: „Niemand hat bisher eine so feinkörnige Sicht des galaktischen Zentrums gesehen. Unsere Beobachtung reicht fast bis zur Ebene des Ereignishorizonts – der Region aus der nichts, nicht einmal das Licht, jemals entkommen kann.“

Darin entdeckten die Astronomen eine Struktur von nur 37 Mikro-Bogensekunden, dies entspricht einer Größe von gerade einmal 48 Millionen Kilometern oder einem Drittel der Entfernung Erde–Sonne. Bisher konnten die Wissenschaftler allerdings nur grob erfassen, welche Form die Struktur hat. Weitere Beobachtungen sollen nun zeigen, ob es sich dabei um eine glühende Korona um das Schwarze Loch, einen „Hot Spot“ in der Umlaufbahn um das Schwarze Loch oder eine Materialfontäne handelt.

Zum allerersten Mal jedoch sind damit Beobachtungen bis in den Auflösungsbereich des Schwarzen Lochs selbst vorgedrungen, das einen Schwarzschild-Radius von 16 Millionen Kilometer besitzt. „Diese Untersuchung eröffnet ein neues Fenster für die Erkundung der Struktur des Weltalls und der Zeit nahe einem Schwarzen Loch“, kommentiert Avi Loeb von der Harvard University die Veröffentlichung. „Damit könnte auch Einsteins Theorie der Schwerkraft getestet werden.“

(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), 04.09.2008 – NPO)

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