Science
04/10/2019

Sensation perfekt: Das erste Bild vom Schwarzen Loch

Dank eines globalen Teleskop-Netzwerks ist Forschern Herausragendes gelungen: Sie haben ein Foto eines Schwarzen Lochs gemacht.

Es ist eine Sensation, an der von zahlreichen, internationalen Forschern gemeinsam jahrelang gearbeitet worden ist: Zum ersten Mal ist Astronomen die Aufnahme eines Schwarzen Lochs gelungen. Es stammt aus der Galaxie Messier 87, die 55 Millionen Lichtjahre entfernt liegt. Ein Lichtjahr sind knapp 9,5 Billionen Kilometer. Einen Namen hat das Schwarze Loch noch nicht, es soll aber noch einen bekommen.

Schwarze Löcher waren bisher auch für die besten Teleskope unsichtbar und es gab nur Illustrationen. Zu weit entfernt waren sie und meist zu klein. Nun ist es Forschern des Teleskopnetzwerks Event Horizon (EHT) gelungen, das erste Foto aufzunehmen. Es zeigt einen dunklen Fleck vor einem verschwommenen, leuchtenden Ring. Das Leuchten sei charakteristisch, heißt es und das Foto decke sich mit bisherigen Beobachtungen. Die Forscher rund um das Projekt haben insgesamt acht Radioteleskope auf vier Kontinenten miteinander kombiniert, um dieses Bild möglich zu machen.

Dadurch entsteht ein virtuelles Superteleskop, dessen Durchmesser so groß ist wie die Erde. Dieses virtuelle Event Horizon Telescope erreicht eine Detailschärfe, mit der sich umgerechnet von Berlin aus eine Zeitung in New York lesen lassen würde. Stationiert sind die Teleskope in Hawaii, Arizona, Spanien, Mexiko, Chile, Frankreich, Grönland und am Südpol. „Die Ergebnisse geben uns zum ersten Mal einen klaren Blick auf ein supermassives Schwarzes Loch“, betonte Anton Zensus, Direktor am Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie. Dort wurden die Daten der beteiligten Radioteleskope kombiniert.

Der rote Ring

Der Ring rund um das Schwarze Loch sieht zwar anders aus, als die Forscher erwartet haben, doch in der Struktur stimmt der beobachtete dunkle Fleck mit den Computersimulationen überein. Doch wie fotografiert man etwas, das sogar Licht verschluckt? Den roten, leuchtenden Ring, der rund um den dunklen Fleck eingefangen worden war, nennen die Wissenschafter Ereignishorizont. Die absolut schwarzen Stellen der Löcher sind nämlich noch dunkler als das All.

Grund dafür ist, dass ein Schwarzes Loch in seiner unmittelbaren Umgebung eine so starke Gravitation erzeugt, dass weder Materie noch Licht- oder Radiosignale diese verlassen können. Stattdessen sammelt sich Materie auf einer immer schneller rotierenden Scheibe, ähnlich, wie wenn Wasser in einem Strudel aus der Badewanne fließt. Diese Scheibe befindet sich im Fall des Fotos knapp außerhalb des roten Rings. Dort wird Materie durch gegenseitige Reibung Millionen Grad heiß und leuchtet hell auf, bevor sie im Schwarzen Loch verschwindet. Der rote Ring ist also quasi die Grenze, ab der die Materie ins Nichts verschwindet.

Radiowellen-Teleskope

Die Forscher des Projekts EHT haben den Ereignishorizont mit Radiowellen ins Visier genommen. Radiowellen sind genau wie sichtbares Licht elektromagnetische Wellen. Sie haben nur eine sehr viel größere Wellenlänge. Ihr Vorteil ist, dass sie von Gas und Staub nicht so stark geschluckt werden, der Schwarze Löcher üblicherweise umgibt.

„Es gibt dabei keinen einzelnen Helden, sondern viele Helden, die zusammengearbeitet haben“, gab man sich bei der Pressekonferenz stolz. „Europa hat dabei eine führende Rolle gespielt“, nicht nur, weil einige der leistungsvollsten Teleskope in Europa stehen.

Nasa-Wissenschaftler Paul Hertz sprach von einer „unglaublichen Errungenschaft“: „Vor Jahren dachten wir noch, dass wir ein riesiges Teleskop bauen müssten, um ein Bild eines Schwarzen Loches zu bekommen. Aber indem wir einzelne Teleskope dazu gebracht haben, zusammen wie eins zu arbeiten, hat das Team des EHT es Jahrzehnte früher als gedacht geschafft.“

Weil die Aufnahme des Fotos geglückt ist, erwarten sich die Forscher nun eine Vielzahl neuer Beobachtungen, die unbekannte Details der kosmischen Schwerkraftfallen enthüllen könnten. „In Zukunft möchten wir auch die Dynamik der einstrudelnden Materie untersuchen. Im Grunde möchten wir einen Film davon machen“, sagt Karl Schuster, Direktor des Instituts für Radioastronomie im Millimeterbereich (IRAM). In Zukunft wird es also noch viele weitere Experimente rund um das Schwarze Loch geben, so die Forscher.