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UPUniversität Würzburg an Forschung beteiligt

Das Bild des Unsichtbaren

Erstes Bild des Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße. Es zeigt glühendes Gas, das um das Schwarze Loch kreist. Erstes Bild des Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße. Es zeigt glühendes Gas, das um das Schwarze Loch kreist. EHT Kollaboration

Ein internationales Forschungsteam hat das erste Bild des supermassereichen Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße aufgenommen. Daran beteiligt waren auch Astronomen der Universität Würzburg.

Dieses Bild war lange erwartet worden: Es ermöglicht einen Blick auf das massive Objekt, das sich im Zentrum unserer Galaxie, der Milchstraße, befindet und liefert überwältigende Beweise dafür, dass es sich bei dem Objekt tatsächlich um ein Schwarzes Loch handelt, heißt es in einer MItteilung der Universität Würzburg. Darüber hinaus präsentiert es wertvolle Hinweise auf die Funktionsweise solcher Giganten, von denen man annimmt, dass sie sich im Zentrum der meisten Galaxien befinden.

Verantwortlich dafür ist ein globales Forschungsteam, die Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration, das dafür Beobachtungen aus einem weltweiten Netz von Radioteleskopen verwendet hat. Zuvor hatten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Sterne gesehen, die um ein unsichtbares, kompaktes und sehr massereiches Objekt im Zentrum der Milchstraße kreisen. Dies deutete stark darauf hin, dass es sich bei diesem Objekt,– bekannt als Sagittarius A*, um ein Schwarzes Loch handelt. Das jetzt veröffentlichte Bild liefert den ersten direkten visuellen Beweis dafür.

Schwarze Löcher selbst sind nicht sichtbar, weil von ihnen kein Licht ausgeht. Dennoch trägt das sie umgebende glühende Gas eine verräterische Signatur: eine dunkle zentrale Region (ein so genannter „Schatten“), die von einer hellen ringförmigen Struktur umgeben ist. Die neue Aufnahme fängt somit das Licht ein, das durch die starke Schwerkraft des Schwarzen Lochs, das vier Millionen Mal massiver ist als unsere Sonne, gebeugt wird.

„Wir waren verblüfft, wie gut die Größe des Rings mit den Vorhersagen von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie übereinstimmt“, sagt EHT-Projektwissenschaftler Geoffrey Bower vom Institut für Astronomie und Astrophysik der Academia Sinica in Taipeh. „Diese beispiellosen Beobachtungen haben unser Verständnis der Vorgänge im Zentrum unserer Galaxie erheblich verbessert. Sie liefern neue Erkenntnisse darüber, wie diese riesigen Schwarzen Löcher mit ihrer Umgebung interagieren.“

Das jetzt veröffentlichte Bild des Schwarzen Lochs Sgr A* ist ein Durchschnitt vieler verschiedener Bilder. Es enthüllt zum ersten Mal den Riesen, der sich im Zentrum unserer Galaxie befindet. Ermöglicht wurde dies durch den Einfallsreichtum von mehr als 300 Forscherinnen und Forschern aus 80 Instituten in aller Welt, die zusammen die EHT-Kollaboration bilden. Sie mussten komplexe Instrumente entwickeln, um die Herausforderungen bei der Abbildung von Sgr A* zu bewältigen. Der Einsatz von Supercomputern und fünf Jahre harte Arbeit waren nötig, um die Daten zu kombinieren und zu analysieren, heißt es in der Mitteilung.

Gleichzeitig hat das Team eine noch nie dagewesene Bibliothek von simulierten Schwarzen Löchern zusammengestellt, die mit den Beobachtungen verglichen werden können. „Die numerischen Simulationen stellen extrem hohe Anforderungen an Supercomputer. Sie geben uns Aufschluss über die Dynamik der Materie und die Ausbreitung des Lichts in der gekrümmten Raumzeit des Schwarzen Lochs, die das beobachtete Bild prägt“, erklärt Dr. Christian Fromm, Wissenschaftler am Lehrstuhl für Astronomie der Julius-Maximilians-Universität Würzburg und Koordinator der EHT SgrA* Theory Working Group. Fromm war maßgeblich an der Modellierung der EHT-Daten beteiligt.

 

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