https://www.faz.net/-gwz-9ls1i

Schwarzes Loch gesichtet? : Das Warten hat sehr bald ein Ende

Diese Simulation zeigt die Strahlung des Gases in der Nähe des Schwarzen Lochs, das zum einen in einer Scheibe in das Schwarze Loch hineinfällt und zum anderen in Jets senkrecht dazu abgestoßen wird. Bild: University of Arizona

Vor zwei Jahren hat das „Event Horizon Telescope“ erstmalig versucht, den „Schatten“ eines Schwarzen Lochs abzubilden. Am Mittwoch soll das Resultat der Beobachtungen vorgestellt werden. Was ist zu erwarten?

          Zwei lange Jahre wurde schon die Geduld all jener auf die Probe gestellt, die auf das erste Bild eines Schwarzen Lochs warten. Morgen Nachmittag soll nun endlich das Ergebnis der ersten, im April 2017 durchgeführten Beobachtungen des „Event Horizon Telescopes“ veröffentlicht werden, einem aus acht Observatorien bestehenden fast erdgroßen virtuellen Teleskop. Erwartet wird das Bild des „Schattens“ des Schwarzen Lochs, dessen Silhouette sich von der Strahlung des heißen Gases absetzen wird, das in einem gigantischen Strudel in das Schwarze Loch hineingezogen wird.

          Sibylle Anderl

          Redakteurin im Feuilleton.

          Die Existenz schwarzer Löcher ergibt sich aus Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie, wie der deutsche Astronom Karl Schwarzschild 1916 erstmalig zeigte. Nach Einstein krümmt Masse die Raumzeit. Sehr kompakte Materie kann eine so starke Raumkrümmung erzeugen, dass nichts – nicht einmal Licht – seiner Anziehung mehr entkommen kann, sobald es eine gewisse Grenze, den „Ereignishorizont“, überschritten hat. Unsere Sonne würde so zu einem Schwarzen Loch, wenn wir sie auf einen Durchmesser von knapp sechs Kilometern – vier Millionstel ihrer wirklichen Größe – zusammenpressten.

          Lange war unklar, ob es Schwarze Löcher wirklich gibt. Heute weiß man, dass stellare, „kleine“ schwarze Löcher am Ende des Lebens massereicher Sterne entstehen, wenn diese schließlich unter ihrem eigenen Gewicht kollabieren. Diese stellaren Schwarzen Löcher haben Massen, die einige Dutzend Mal so groß sind wie die unserer Sonne. Sehr viel größere „supermassereiche“ Schwarze Löcher finden sich im Zentrum fast aller Galaxien. Ihre Massen entsprechen der von Millionen oder gar Milliarden von Sonnen. Indirekt hat man Schwarze Löcher bislang durch ihre Wirkung auf Materie in ihrer Umgebung nachgewiesen: Beispielsweise bewegen sich Sterne im Zentrum unserer Galaxie mit so großen Geschwindigkeiten und auf so extremen Bahnen, dass ihre Bewegungen nur durch ein Schwarzes Loch von rund vier Millionen Sonnenmassen verursacht sein kann. Die 2017 erstmalig bekanntgegebene Beobachtung von Gravitationswellen ist eine weitere indirekte Methode, Schwarze Löcher nachzuweisen.

          Frankfurter Simulation der Gruppe um Luciano Rezzola, die die erwartete Strahlung des Gases in der Nähe eines Schwarzen Lochs zeigt.

          Was bislang fehlt, ist die direkte Beobachtung. „Schwarze Löcher mögen Teil unseres Alltags sein, aber es gibt noch keinen Beweis. Niemand hat bislang einen Ereignishorizont gesehen“, gab 2012 der Astronom Heino Falcke von der niederländischen Radboud Universität gegenüber „Science“ zu bedenken. Falcke hatte 2000 zusammen mit anderen Astronomen gezeigt, dass die direkte Beobachtung des Ereignishorizontes eines supermassereichen Lochs mithilfe erdgebundener Radioteleskope durchaus möglich sein könnte. 2012 formierte sich daraufhin eine internationale Kollaboration mit dem Namen „Event Horizon Telescope“ (EHT) mit dem Ziel, erstmalig ein Schwarzes Loch abzubilden.

          2017 fanden die ersten Beobachtungen des aus dreizehn Partnerorganisationen bestehenden Konsortiums statt, bei der die Daten von acht Observatorien in Nord- und Südamerika, Europa und der Antarktis so kombiniert wurde, dass ein virtuelles Riesenteleskop mit dem Durchmesser des weitesten Abstands zweier Einzelteleskope entsteht. Beobachtungsziele waren Sagittarius A*, das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie, sowie dasjenige im Zentrum der elliptischen Galaxie M87. Die Technik heißt „Interferometrie mit sehr langen Basislängen“ (VLBI) und ist in ihrer Durchführung und insbesondere der anschließenden Datenbearbeitung extrem anspruchsvoll.

          Es wird erwartet, dass das vom EHT aufgenommene Bild des „Schattens“ des Schwarzen Lochs eine halbmondförmige Struktur zeigen wird, wie hier simuliert.

          Was ist morgen also zu erwarten, wenn um 15 Uhr unserer Zeit Astronomen in sechs gleichzeitig stattfindenden Pressekonferenzen eine „bahnbrechende Entdeckung“ vorstellen werden? Licht, das sich dem Schwarzen Loch nährt, kann dessen Einfluss nur dann wieder entkommen, wenn es einen bestimmten Abstand wahrt, der größer ist als der Ereignishorizont, der das Schwarze Loch definiert. Wenn es das Schwarze Loch aber in genau diesem Abstand passiert, wird es auf einem instabilen Orbit gehalten, der einem entfernten Beobachter als dünner Emissionsring erscheinen sollte, umgeben vom Leuchten des umgebenden Gases. Dieses Gas bewegt sich zum einen in einer Scheibe in das Schwarze Loch hinein. Zum anderen wird Materie in zwei zur Scheibe senkrecht stehenden Ausflüssen abgestoßen. Die Strahlung des Gases wird durch die Gravitation des Schwarzen Lochs so beeinflusst, dass auch Material hinter dem Schwarzen Loch sichtbar wird, ähnlich wie es im Film „Interstellar“ simuliert wurde.

          Unter Berücksichtigung der Beobachtungsbedingungen des EHT erwartet man auf der Grundlage von Simulationen eine Halbmond-Sichel, die den gesuchten „Schatten“ umgibt. Aus diesem Bild werden sich dann anhand des Vergleichs mit theoretischen Vorhersagen Eigenschaften des Schwarzen Lochs ableiten lassen. Ob dieses Schwarze Loch das in unserer eigenen Galaxie oder in M87 sein wird und wie sehr das Bild tatsächlich den Erwartungen entspricht, wird morgen endlich zu erfahren sein.

          Weitere Themen

          Im Schatten des Kometenschweifs

          Fremde Sonnensysteme : Im Schatten des Kometenschweifs

          Exoplaneten kennt man inzwischen Tausende, aber „Exokometen“? Gleich drei davon fanden Astronomen nun mit einem neuen Weltraumteleskop. Die Auswertung der Daten ist schwierig, macht aber Hoffnung auf weitere Funde.

          In der Menge liegt die Wahrheit Video-Seite öffnen

          Vererbungslehre : In der Menge liegt die Wahrheit

          Wie Vererbung geht, lernt man bereits in der Schule. Aber so einfach wie bei Erbsen ist das nur in Ausnahmefällen. Die quantitative Genetik hat in jüngster Zeit Erkenntnisse gewonnen, die alles auf den Kopf stellen. Das wird schon bald praktische Konsequenzen haben.

          Topmeldungen

          Ohne Elektrizität : Massiver Stromausfall in Südamerika

          Argentinien und Uruguay sind größtenteils ohne Strom. Auch Teile Brasiliens und Chile sind betroffen. Mehr als 40 Millionen Menschen warten darauf, dass die Versorgung wiederhergestellt wird. Die Ursache für den Blackout ist noch unklar.

          Newsletter

          Immer auf dem Laufenden Sie haben Post! Abonnieren Sie unsere FAZ.NET-Newsletter und wir liefern die wichtigsten Nachrichten direkt in Ihre Mailbox. Es ist ein Fehler aufgetreten. Bitte versuchen Sie es erneut.
          Vielen Dank für Ihr Interesse an den F.A.Z.-Newslettern. Sie erhalten in wenigen Minuten eine E-Mail, um Ihre Newsletterbestellung zu bestätigen.