«Unglaubliche Errungenschaft»

Erstes Foto von einem Schwarzen Loch? Nobelpreisträger klärt auf

So sieht er aus, der erste direkte visuelle Nachweis eines Schwarzen Lochs. Foto: Event Horizon Telescope (EHT)

Die Aufnahme ging um die Welt. Das Bild galt als wissenschaftliche Sensation. Doch sieht man darauf wirklich das Schwarze Loch? Oder vielleicht etwas ganz anderes?

Brüssel/Bonn (dpa) - Die Erwartungen waren groß, als Astronomen vor einigen Jahren an den Start gingen, um die erste Aufnahme eines Schwarzen Lochs zu machen.

Auf gleich sechs Pressekonferenzen präsentierten die Forscher des „Event Horizon“-Teleskopnetzwerks (EHT) 2019 die Aufnahme, die in die Geschichte eingehen dürfte: Sie zeigt einen dunklen Fleck vor einem verschwommenen leuchtenden Ring. „Wir sind hoch erfreut, Ihnen mitteilen zu können, dass wir etwas gesehen haben, von dem wir gedacht haben, es wäre unsichtbar“, sagte der Astrophysiker Shep Doeleman damals in Washington.

Vorher gab es von Schwarzen Löchern nur Illustrationen. Bei dem aufgenommenen Exemplar soll es sich um das extrem massereiche Schwarze Loch im Zentrum der 55 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie Messier 87 handeln. Dieses Schwarze Loch hat 6,5 Milliarden mal mehr Masse als unsere Sonne.

Nobelpreisträger äußert Zweifel an weltberühmtem Foto eines Schwarzen Lochs

Die Aufnahme ging um die Welt. Das Bild galt als wissenschaftliche Sensation. Doch sieht man darauf wirklich das Schwarze Loch? Oder vielleicht etwas ganz anderes? Zwei Jahre nach der Veröffentlichung herrschen Zweifel in der Fachwelt. So stellte kürzlich der deutsche Astrophysiker Reinhard Genzel in Frage, was tatsächlich auf der berühmten Aufnahme zu sehen ist. Genzel ist Direktor des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik in Garching bei München und erhielt 2020 den Nobelpreis für Physik. Ausgezeichnet wurde er für seine Entdeckung eines Schwarzes Lochs im Zentrum der Milchstraße.

Die Aufnahme seiner Kollegen vom Event Horizon“-Teleskopnetzwerk interpretiert er mit Vorsicht.  „Der Rummel um dieses Bild war gut. Denn es ist wichtig, dass sich die Bevölkerung für die Forschung begeistert“, sagte er im Gespräch mit dem Spiegel. „So ein schönes orangefarbenes Bild ist verführerisch, aber es ist nicht klar interpretierbar. In der Fachwelt wird noch offen diskutiert: Sind wir wirklich sicher, was wir auf diesem Bild sehen?“

Der Astrophysiker stellt klar, dass womöglich gar nicht der Schatten eines Schwarzen Lochs auf dem Foto zu sehen sei. Es könne auch die Außenwand eines sogenannten Materiejets sein - das ist Materie, die sich im Umfeld eines Schwarzen Lochs mit großer Geschwindigkeit bewegt.

Hinter dem vermeintlich ersten Foto eines Schwarzen Lochs steckte gigantischer Aufwand

Um in dieser gigantischen Entfernung noch ausreichende Details erkennen zu können, hatten die Forscher acht Einzelobservatorien auf vier Kontinenten rechnerisch zu einem Superteleskop zusammengeschlossen. Mehr als 200 Menschen in 20 Ländern arbeiteten an dem Projekt. „All die gemeinsamen Beobachtungen zu koordinieren war ein riesiges Problem“, sagte Joey Nielsen von der Villanova Universität in Pennsylvania. „Aber alle haben wahnsinnig gute Arbeit gemacht.“

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.“

„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 zusammengeführt.

Aufgrund ihrer extremen Masse lassen Schwarze Löcher noch nicht einmal das Licht entkommen, dadurch sind sie praktisch unsichtbar. Allerdings heizt sich Materie, bevor sie in ein Schwarzes Loch gezogen wird, extrem stark auf und strahlt dann hell. Dieses charakteristische Leuchten ist in rot in der jetzt vorgelegten Aufnahme zu sehen.

Das Bild sei eine Bestätigung von Albert Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie unter den extremsten Bedingungen des Universums, berichtete Karl Schuster, Direktor des Instituts für Radioastronomie im Millimeterbereich (IRAM), das an der Beobachtungskampagne beteiligt war.

Um ein Schwarzes Loch bildet sich eine Gas- und Staubscheibe, auf der neue Materie in den Raumzeitschlund strudelt. Diese Materie dreht sich immer schneller, wird dabei durch Reibung extrem heiß und leuchtet hell auf. Die Teleskope fotografierten das Schwarze Loch vor dieser sogenannten Akkretionsscheibe, „wie eine schwarze Katze auf einem weißen Sofa“, erläuterte die Max-Planck-Gesellschaft.

Mit den Beobachtungen, die auch im Fachblatt Astrophysical Journal vorgestellt werden, hoffen die Forscher zahlreiche grundlegende Fragen zu beantworten, darunter: Sehen Schwarze Löcher so aus wie von der Theorie erwartet? „Wir waren ehrlich gesagt überrascht, wie gut der beobachtete dunkle Fleck mit der aus unseren Computersimulationen vorhergesagten Struktur übereinstimmt“, sagt Zensus.

Der experimentelle Durchbruch öffne die Tür zu einer Vielzahl neuer Beobachtungen, die unbekannte Details der kosmischen Schwerkraftfallen enthüllen könnten, erläuterte Schuster. „In Zukunft möchten wir auch die Dynamik der einstrudelnden Materie untersuchen. Im Grunde möchte man einen Film davon machen.“

Schwarze Löcher: Phantom des Universums

Schwarze Löcher sind Orte der Extreme. Die Masse ist in ihnen so stark zusammengepresst, dass nichts ihrer enorm hohen Anziehungskraft entkommt. Nicht einmal das Licht dringt nach außen. Schwarze Löcher sind also quasi unsichtbar - was ihnen ihren Namen gab.

Wie lassen sich Schwarze Löcher dann beobachten? Zwar sind sie selbst unsichtbar, verraten sich jedoch über die Materie, die sie verschlucken. Wegen ihrer extrem starken Beschleunigung heizt sich Materie, die in ein Schwarzes Loch fällt, auf Millionen Grad Celsius auf und strahlt dann hell. Dieses charakteristische Leuchten können Teleskope registrieren.

Schwarze Löcher gibt es wohl in fast jeder Größe im Kosmos - von der einfachen Masse unserer Sonne bis zu Milliarden Sonnenmassen. Sie können zum Beispiel aus ausgebrannten Riesensternen entstehen, die am Ende ihrer Existenz unter der eigenen Schwerkraft zu einem Schwarzen Loch zusammenstürzen. Welche Mindestmasse ein Stern dafür haben muss, ist unter Astrophysikern nicht eindeutig geklärt.

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