Event Horizon Teleskop macht erste Aufnahme eines Schwarzen Lochs im Zentrum einer Galaxie Das erste Foto eines Schwarzen Lochs - scinexx | Das Wissensmagazin
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Das erste Foto eines Schwarzen Lochs

Event Horizon Teleskop macht erste Aufnahme eines Schwarzen Lochs im Zentrum einer Galaxie

Schwarzes Loch
Dies ist die erste Aufnahme eines Schwarzen Lochs. Man sieht den dunklen Schatten des Schwerkraftgiganten, umgeben vom hellen Lichtring des Ereignishorizonts. © Event Horizon Telescope Collaboration

Meilenstein der Astronomie: Zum ersten Mal haben Astronomen ein Schwarzes Loch fotografiert – ein historischer Durchbruch. Die Aufnahme zeigt einen hellen, kreisförmigen Lichtring um den dunklen Schatten des zentralen Schwarzen Lochs der Galaxie M 87. Dieses Foto bestätigt damit was Albert Einstein schon vor 100 Jahren vorhersagte und liefert genauere Daten zur Masse dieses Schwarzen Lochs.

Sie sind im Kosmos allgegenwärtig: Schwarze Löcher entstehen beim Tod massereicher Sterne und sitzen im Zentrum der meisten Galaxien – auch in unserer Milchstraße. Astronomen haben diese Schwerkraftgiganten schon dabei beobachtet, wie sie Sterne zerreißen, Gaswolken verschlingen und energiereiche Jets aus Strahlung und schnellen Teilchen ins All hinausschleudern. Sogar die Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher haben Forscher mithilfe der dabei entstehenden Gravitationswellen schon mehrfach nachgewiesen.

Ein virtuelles Teleskop von der Größe der Erde

Doch eines fehlte bisher: die direkte Abbildung eines Schwarzen Lochs und seines Ereignishorizonts. Selbst von Sagittarius A*, dem „nur“ 25.000 Lichtjahre entfernten supermassereichen Schwarzen Loch im Milchstraßenzentrum existierte bisher kein Foto. Der Grund: Das Schwarze Loch selbst schluckt alles Licht und ist daher unsichtbar. Und sein Ereignishorizont ist nur so groß wie 17 Sonnen – von uns aus gesehen entspricht dies gerade einmal der Größe eines Tennisballs auf dem Mond.

Dennoch haben Astronomen sich dieser Herausforderung gestellt – mithilfe eines erdumspannenden Netzwerks von Radioteleskopen. In diesem Event Horizon Telescope (EHT) sind die acht Teleskope so zusammengekoppelt, dass sie eine virtuelle Antennenschüssel von fast Erdgröße bilden. Diese erreicht eine Auflösung von 20 Mikro-Bogensekunden. Das ist so präzise, dass man damit von einem Straßencafé in Berlin aus eine Zeitung in New York lesen könnte.

Im April 2017 richteten die Forscher diese „Schüssel“ einige Tage lang direkt auf das supermassereiche Schwarze Loch in der Galaxie M 87. Sie liegt 55 Millionen Lichtjahre von uns entfernt. Weil die Synchronisation und Verarbeitung der Beobachtungsdaten jedoch enorm aufwendig sind, benötigten die Forschder zwei Jahre, um alles auszuwerten.

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M 87
Aufnahme des Röntgenteleskops Chandra vom Zentrum der M 87 Galaxie . © NASA/CXC, Villanova University/ J. Neilsen

Das Foto: ein dunkler Schatten im Lichtring

Jetzt ist es soweit: Die Astronomen präsentieren das erste Foto eines Schwarzen Lochs. Die Aufnahme des Event Horizon Teleskops zeigt eine helle, ringförmige Struktur mit einer dunklen Zentralregion – dem Schatten des Schwarzen Lochs. „Das ist ein Bild, von dem ein einzelner Mann schon vor 100 Jahren träumte – Albert Einstein“, kommentiert Carlos Moedas, EU-Kommissar für Forschung. Diese Aufnahme sei ein echter Meilenstein der Astronomie und ein Durchbruch für die gesamte Menschheit.

„Unsere Ergebnisse ermöglichen uns zum ersten Mal einen klaren Blick auf ein supermassereiches Schwarzes Loch“, sagt Anton Zensus vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn. Und das Foto enthüllt, wie schwer das Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie ist. Anhand der Maße des Lichtrings kamen die Forscher auf rund 6,5 Milliarden Sonnenmassen.

Einstein hatte Recht

Das Entscheidende jedoch: Die neue Aufnahme belegt, dass Schwarze Löcher wirklich so aussehen wie in den Simulationen – und dass die astrophysikalischen Modelle stimmen. Denn nach Einsteins Vorhersagen müsste der Lichtring um den Schatten des Schwarzen Lochs fast genau kreisförmig sein. In ihm konzentriert die enorme Krümmung der Raumzeit alles Licht vom Ereignishorizont und dem Sternenhintergrund.

Und genau das lässt sich in diesem Foto nachvollziehen. „Sobald wir sicher waren, dass wir den Schatten aufgenommen hatten, konnten wir unsere Beobachtungen mit umfangreichen Computermodellen vergleichen“, sagt Paul Tho, Direktor des East Asian Observatory. „Viele der Merkmale des beobachteten Bildes entsprechen unserem theoretischen Verständnis überraschend gut.“

Quelle: Event Horizon Telescope, Max-Planck-Institut für Radioastronomie

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