Das behaupten Wissenschaftler seit Jahrzehnten Supermassive Schwarze Löcher (SMBHs) befinden sich im Zentrum größerer Galaxien. Diese wirklichkeitsverbiegenden Punkte im Raum üben einen äußerst starken Einfluss auf alle sie umgebenden Dinge aus, verbrauchen Materie und spucken eine enorme Menge an Energie aus. Aber aufgrund ihrer Natur haben sich alle Versuche, sie zu studieren, auf indirekte Methoden beschränkt.
All dies änderte sich ab Mittwoch, 12. April 2017, als ein internationales Astronomenteam das erste Bild von a . aufnahm Schütze A* . Mit einer Reihe von Teleskopen aus der ganzen Welt – zusammenfassend bekannt als das Event Horizon Teleskop (EHT) – sie konnten die mysteriöse Region um dieses riesige Schwarze Loch visualisieren, aus der Materie und Energie nicht entkommen können – also den Ereignishorizont.
Dies ist nicht nur das erste Mal, dass diese mysteriöse Region um ein Schwarzes Loch abgebildet wurde, es ist auch der extremste Test für Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie jemals versucht. Es stellt auch den Höhepunkt des EHT-Projekts dar, das speziell zu dem Zweck gegründet wurde, Schwarze Löcher direkt zu untersuchen und unser Verständnis davon zu verbessern.
Simulierte Ansicht eines Schwarzen Lochs. Bildnachweis: Bronzwaer/Davelaar/Moscibrodzka/Falcke/Radboud University
Seit dem Beginn der Datenerfassung im Jahr 2006 widmet sich das EHT der Erforschung von Sagitarrius A*, da es die nächste SMBH im bekannten Universum ist – etwa 25.000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Insbesondere hofften die Wissenschaftler, festzustellen, ob Schwarze Löcher von einer kreisförmigen Region umgeben sind, aus der Materie und Energie nicht entweichen können (was von der Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt wird) und wie sie Materie auf sich selbst anlagern.
Anstatt eine einzelne Einrichtung zu bilden, stützt sich das EHT auf ein weltweites Netzwerk von Radioastronomieeinrichtungen auf vier Kontinenten, die alle der Erforschung einer der mächtigsten und mysteriösesten Kräfte des Universums gewidmet sind. Dieser Prozess, bei dem weiträumige Radioschüsseln aus der ganzen Welt zu einem erdgroßen virtuellen Teleskop verbunden werden, ist bekannt als Interferometrie mit sehr langer Basislinie (VLBI).
Als Michael Bremer – Astronom an der Internationales Forschungsinstitut für Radioastronomie (IRAM) und ein Projektmanager für das Event Horizon Telescope – sagte in einem Interview mit AFP :
„Anstatt ein Teleskop zu bauen, das so groß ist, dass es wahrscheinlich unter seinem eigenen Gewicht zusammenbricht, haben wir acht Observatorien wie die Teile eines riesigen Spiegels kombiniert. Dadurch erhielten wir ein virtuelles Teleskop, so groß wie die Erde – etwa 10.000 Kilometer (6.200 Meilen) Durchmesser.“
Kombiniertes Bild von Sagittarius A in Röntgen (blau) und Infrarot (rot), bereitgestellt vom Chandra-Observatorium und dem Hubble-Weltraumteleskop. Bildnachweis: Röntgen: NASA/UMass/D.Wang et al., IR: NASA/STScI
Insgesamt umfasst das Netzwerk Instrumente wie die Atacama Large Millimeter/Submillimeter-Array (ALMA) in Chile, die Arizona Radio Observatory Submillimeter Telescope , das IRAM 30-Meter-Teleskop in Spanien, die Großes Millimeterteleskop Alfonso Serrano in Mexiko, das Südpolteleskop in der Antarktis und die James Clerk Maxwell-Teleskop und Submillimeter-Array auf dem Mauna Kea, Hawaii.
Mit diesen Arrays ist das EHT-Radio-Dish-Netzwerk das einzige, das stark genug ist, um das Licht zu erkennen, das freigesetzt wird, wenn ein Objekt in Sagittarius A* verschwindet. Und in sechs Nächten – von Mittwoch, 5. April, bis Dienstag, 11. April – wurden all ihre Arrays im Zentrum unserer Milchstraße genau dafür trainiert. Am Ende des Laufs gab das internationale Team bekannt, dass es das allererste Bild eines Ereignishorizonts gemacht hat.
Am Ende wurden rund 500 Terabyte an Daten gesammelt. Diese Daten werden nun an die MIT Haystack Observatory in Massachusetts, wo es von Supercomputern verarbeitet und in ein Bild umgewandelt wird. „Zum ersten Mal in unserer Geschichte haben wir die technologische Kapazität, Schwarze Löcher im Detail zu beobachten“, sagt Bremer. „Die Bilder werden entstehen, wenn wir alle Daten kombinieren. Auf das Ergebnis werden wir aber noch mehrere Monate warten müssen.“
Grund für das Warten ist unter anderem, dass die aufgezeichneten Daten des Südpolteleskops erst zum Frühlingsbeginn in der Antarktis gesammelt werden können – was frühestens im Oktober 2017 der Fall sein wird. Daher wird es nicht vor 2018 dauern, bis die Öffentlichkeit die Schattenregion um Sagittarius A* erblickt, und es wird nicht erwartet, dass das erste Bild ganz klar sein wird.
Wie Heino Falcke – ein Astronom von der Radbound University, der heute dem wissenschaftlichen Rat des EHT vorsitzt (und dieses Experiment vor zwanzig Jahren vorgeschlagen hat) – in einem EHT . erklärte Pressemitteilung vor der Beobachtung:
„Es ist die Herausforderung, etwas zu tun, das noch nie zuvor versucht wurde. Es ist der Beginn einer abenteuerlichen Reise zu einem Schwarzen Loch … Ich denke jedoch, wir brauchen mehr Beobachtungskampagnen und schließlich mehr Teleskope im Netzwerk, um ein wirklich gutes Bild zu machen.“
Trotz des Wartens und der Tatsache, dass es immer wieder Versuche braucht, bis wir einen ersten klaren Blick auf ein Schwarzes Loch werfen können, gibt es in der Zwischenzeit immer noch Grund zum Feiern. Dies war nicht nur eine Premiere, die er seit langem schuf, sondern bedeutet auch einen großen Schritt zum Verständnis einer der mächtigsten und mysteriösesten Naturgewalten.
Mit der Zeit könnte uns die Untersuchung von Schwarzen Löchern ermöglichen, endlich aufzuklären, wie die Gravitation und die anderen fundamentalen Kräfte des Universums interagieren. Endlich werden wir in der Lage sein, die gesamte Existenz als eine einzige, einheitliche Gleichung zu begreifen!
Weiterlesen: Event Horizon Teleskop , NRAO
