Schwarze Löcher bündeln Informationen unendlich vieler Sterne

Es war ein riesiger Erfolg, als Wissenschaftler im April 2019 zum ersten Mal ein Schwarzes Loch fotografierten. Doch in so einem Bild könnten deutlich mehr Informationen stecken, als man bisher dachte. Wissenschaftler des Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics haben in einer Studie herausgefunden, dass sich das Licht von unendlich vielen Sternen und Galaxien wie ein Band um ein Schwarzes Loch schlingt. Diese könnten zukünftig mehr über die Vergangenheit des Universums verraten.

Schwarze Löcher fangen alle Photonen ein, die den Eventhorizont überqueren. Daher werfen sie einen Schatten auf den heißen Ring aus Gas, der sie umgibt. Um diesen Schatten herum befindet sich laut der Studie ein Photonenring, der aus einer unendlichen Anzahl an einzelnen Ringen besteht. Er entsteht durch die starke Anziehungskraft des Schwarzen Lochs, die das Licht dort bündelt. Das würde eine Theorie Einsteins über einen Photonenring um Schwarze Löcher bestätigen.

Ringe enthalten Geschichte des Universums

Studienleiter Michael Johnson erklärt, das Bild eines Schwarzen Lochs beinhalte Informationen über diese verschachtelten Photonenringe. Sie würden auf einer Aufnahme zunehmend schärfer, da sie das Schwarze Loch mehrfach umkreisen, bis ihr Abbild beim Betrachter ankommt. Johnson ist Teil des Teams, dem die Aufnahme des Schwarzen Lochs aus der Galaxie Messier 87 mit dem Event Horizon Telescope (EHT) gelungen ist.

"Zusammen erinnern die Ringe an einzelne Bilder eines Films, die die gesamte Geschichte des Universums erfassen", so Johnson. Das EHT hatte die Ringe zwar erkannt, in der Aufnahme wurden sie aber zu einem verschwommenen Balken zusammengefügt, da die Auflösung nicht hoch genug war.

Satelliten könnten beim Erfassen helfen

Das EHT-Netzwerk besteht derzeit aus 8 Radioteleskopen, die auf 4 Kontinenten verteilt stehen. Könnte man an einem Satelliten eine weitere Antenne anbringen, könnten Informationen über die Photonenringe gesammelt werden. Mit einem Satelliten im geostationären Orbit würde die Reichweite des EHT bereits um den Faktor 100 erhöht werden, erklärt Studienleiter Johnson Space.com.

Hätte man ein oder zwei Weltraumteleskope zur Verfügung, könnte man mit diesem Wissen auch ein deutlich schärferes Bild eines Schwarzen Lochs aufnehmen. Dafür müssten mehrere Aufnahmen zusammengefügt werden. Bis diese Teleskope einsatzbereit sind, wird es aber noch einige Zeit dauern. Laut New York Times haben die Forscher dafür das russische Teleskop Millimetron ins Auge gefasst, das 2029 in Betrieb genommen werden soll. Ein weiterer Kandidat sei das Origins Space Telescope der NASA, das 2035 ins All geschossen werden soll.