Anmerkung der Redaktion, 23. September 2008: Das Smithsonian-Magazin stellte die Astrophysikerin Andrea Ghez im April 2008 vor. Heute war Ghez eine von 28 Empfängern eines angesehenen MacArthur-Geniestipendiums und würdigte ihre Beiträge zur Erforschung der Schwarzen Löcher in der Evolution von Galaxien.
Aus dieser Geschichte
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Forscher um Andrea Ghez, Astrophysiker an der UCLA, verwendeten Teleskopbilder aus den Jahren 1995 bis 2006, um diese Animation zu erstellen, die die Bewegung ausgewählter Sterne im Zentrum der Milchstraße zeigt. Die Umlaufbahnen dieser Sterne und Berechnungen, die mit Keplers Gesetzen der Planetenbewegung durchgeführt wurden, liefern den besten Beweis für die Existenz eines Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße. Besonders hervorzuheben sind der Stern S0-2, der das Schwarze Loch alle 15, 56 Jahre umkreist, und der Stern S0-16, der sich innerhalb von 90 astronomischen Einheiten (der Entfernung von der Erde zur Sonne) des Schwarzen Lochs befindet
Video: Milchstraße bewegt
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In ungefähr vier Milliarden Jahren werden die Milchstraße und die Andromeda-Galaxie zusammenbrechen. Visualisierung: NASA, ESA und F. Summers, STScI-Simulationskredit: NASA, ESA, G. Besla, Columbia University und R. van der Marel, STScI
Video: Was passiert, wenn Galaxien kollidieren?
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- Innerhalb der schwarzen Löcher
Auf dem Gipfel von Mauna Kea, fast 400 Meter über dem Pazifik, schwenkt die Milchstraße strahlend über den Nachthimmel und bietet einen hervorragenden Blick auf unsere Galaxie. Teile der großen Scheibe sind von Staub verdeckt, und hinter einem dieser staubigen Flecken, nahe der Teekanne des Sternbilds Schütze, liegt das Zentrum der Milchstraße. Versteckt ist eine tief mysteriöse Struktur, um die sich mehr als 200 Milliarden Sterne drehen.
Hinter mir auf den schroffen Felsen dieses schlafenden Vulkans auf Hawaii befinden sich die beiden Kuppeln des WM Keck Observatoriums. Jede Kuppel beherbergt ein Teleskop mit einem fast 30 Meter breiten riesigen Spiegel, der wie ein Fliegenauge aus ineinandergreifenden Segmenten besteht. Die Spiegel gehören zu den größten der Welt, um Sternenlicht zu sammeln, und eines der Teleskope wurde mit einem schillernden neuen Werkzeug ausgestattet, das seine Leistung erheblich steigert. Ich blicke auf den nächsten der anmutigen Spiralarme der Milchstraße, während ich darauf warte, dass die Techniker den Schalter betätigen.
Dann, plötzlich und mit dem leisen Klicken eines aufschiebenden Verschlusses, schießt ein goldoranger Laserstrahl aus der offenen Kuppel in den Himmel. Der 18 Zoll breite Lichtstrahl scheint in einem der schwärzesten Flecken der Milchstraße zu enden. Es endet tatsächlich 55 Meilen über der Erdoberfläche. Das Signal, das es dort abgibt, ermöglicht es dem Teleskop, die Unschärfe der Erdatmosphäre zu kompensieren. Anstelle von nervösen Bildern, die von den sich ständig bewegenden Luftströmen über unseren Köpfen verschmiert werden, liefert das Teleskop Bilder, die so klar sind wie die von Satelliten im Weltraum. Keck war eines der ersten Observatorien, das mit einer Laserführung ausgestattet war. jetzt fangen ein halbes Dutzend andere an, sie zu benutzen. Die Technologie bietet Astronomen einen scharfen Blick auf den Kern der Galaxie, in dem die Sterne so dicht gepackt sind wie ein sommerlicher Mückenschwarm und sich um den dunkelsten Ort von allen drehen: ein riesiges Schwarzes Loch.
Das Schwarze Loch der Milchstraße ist zweifellos das Seltsamste in unserer Galaxie - eine dreidimensionale Höhle im Weltraum, die zehnmal so groß ist wie unsere Sonne und vier Millionen Mal so groß wie die Masse, eine virtuelle Baugrube ohne Boden, aus der nichts entweicht. Es wird angenommen, dass jede größere Galaxie ein Schwarzes Loch im Kern hat. Und zum ersten Mal werden Wissenschaftler in der Lage sein, die Verwüstungen zu untersuchen, die diese verblüffenden Wesenheiten anrichten. Während dieses Jahrzehnts werden Keck-Astronomen Tausende von Sternen verfolgen, die in der Schwerkraft des Schwarzen Lochs der Milchstraße gefangen sind. Sie werden versuchen herauszufinden, wie Sterne in ihrer Nähe geboren werden und wie sie das Raumgefüge selbst verzerren. "Ich finde es erstaunlich, dass wir Sterne um das Schwarze Loch unserer Galaxie peitschen sehen", sagt Taft Armandroff, Direktor des Keck-Observatoriums. "Wenn Sie mir als Doktorand gesagt hätten, dass ich das während meiner Karriere sehen würde, hätte ich gesagt, dass es Science-Fiction ist."
Sicher ist, dass die Beweise für Schwarze Löcher völlig indirekt sind; Astronomen haben noch nie einen gesehen. Albert Einsteins allgemeine Relativitätstheorie sagte voraus, dass die Schwerkraft eines extrem dichten Körpers einen Lichtstrahl so stark biegen könnte, dass er nicht entweichen könnte. Wenn zum Beispiel etwas mit der Masse unserer Sonne auf eine Kugel mit einem Durchmesser von anderthalb Meilen geschrumpft wäre, wäre es dicht genug, um Licht einzufangen. (Damit die Erde ein Schwarzes Loch wird, muss ihre Masse auf die Größe einer Erbse komprimiert werden.)
J. Robert Oppenheimer, dem die Entwicklung der Atombombe zugeschrieben wurde, rechnete 1939 damit, dass die größten Sterne eine derart drastische Kompression erleiden könnten, wenn ihnen Wasserstoff und anderer Treibstoff ausgehen. Sobald die Sterne ausgeblasen waren, stellten Oppenheimer und ein Kollege fest, würde das verbleibende Gas aufgrund seiner eigenen Schwerkraft zu einem unendlich dichten Punkt zusammenfallen. Teleskopbeobachtungen in den 1960er und 1970er Jahren stützten die Theorie. Einige Forscher schlugen vor, dass die einzige mögliche Energiequelle für etwas so Leuchtendes wie Quasare - extrem helle Leuchtfeuer, die Milliarden von Lichtjahren entfernt sind - eine Konzentration von Millionen von Sonnen sein könnte, die von einem sogenannten supermassiven Schwarzen Loch zusammengezogen wurden. Die Astronomen fanden dann Sterne, die in unserer Milchstraße um unsichtbare Wesen zu peitschen schienen, und sie kamen zu dem Schluss, dass nur die Anziehungskraft kleiner schwarzer Löcher, die ein Vielfaches der Masse unserer Sonne enthielten und als Löcher mit Sternenmasse bekannt waren, die Sterne halten konnte in solchen engen Bahnen.
Das Hubble-Weltraumteleskop hat in den 1990er Jahren den Nachweis für Schwarze Löcher durch die Messung der Rotationsgeschwindigkeit der innersten Teile anderer Galaxien ergänzt - bis zu 1, 1 Millionen Meilen pro Stunde in großen Galaxien. Die erstaunlichen Geschwindigkeiten wiesen auf Kerne hin, die das Milliardenfache der Sonnenmasse enthielten. Die Entdeckung, dass supermassive Schwarze Löcher der Kern der meisten, wenn nicht aller Galaxien sind, war eine der größten Errungenschaften von Hubble. "Zu Beginn der Hubble-Umfrage hätte ich gesagt, dass schwarze Löcher selten sind, vielleicht eine von 10 oder 100 Galaxien, und dass in der Geschichte dieser Galaxie etwas schief gelaufen ist", sagt der Hubble-Wissenschaftler Douglas Richstone von der University of Michigan. "Jetzt haben wir gezeigt, dass sie Standardausrüstung sind. Das ist das Bemerkenswerteste."
Sogar von Hubble aus blieb der Kern der Milchstraße schwer zu fassen. Wenn unsere Galaxie ein supermassives Schwarzes Loch beherbergte, war es ruhig, und es fehlten die Energierülmen, die von anderen gesehen wurden. Hubble, das 2009 zum letzten Mal gewartet und aufgerüstet wurde, kann Sterngruppen in der Nähe der Zentren ferner Galaxien aufspüren, aber aufgrund seines engen Blickwinkels und der dicken Staubwolken unserer Galaxie kann es nicht die gleiche Art von Sternen aufnehmen Bilder in unserer Galaxie. Ein anderer Ansatz wäre, einzelne Sterne in der Nähe des Schwarzen Lochs mit Infrarotlicht zu verfolgen, das durch Staub wandert, aber die Sterne waren zu schwach und zu überfüllt, als dass sie von den meisten bodengestützten Teleskopen aufgelöst werden könnten. Dennoch wagten einige Astronomen in den neunziger Jahren, Beobachtungen des Kerns der Milchstraße zu ermöglichen. Eine Reihe von spannenden Fragen könnten dann beantwortet werden: Wie leben und sterben Sterne in dieser wilden Umgebung? Was verbraucht ein Schwarzes Loch? Und können wir im Herzen der Milchstraße den verzerrten Raum und die Zeit beobachten, die Einstein vor fast einem Jahrhundert vorhergesagt hat?
Der Kontrollraum Keck befindet sich 32 km vom Teleskop entfernt in der Ranchstadt Waimea. Für die dortigen Forscher ist der spektakuläre Laser nur als schwacher Strahl auf einem Computermonitor sichtbar. Die Astronomen überprüfen ihre Notizbücher und beobachten Bildschirme mit Daten aus dem Teleskop, Wetterdaten und dem neuesten Bild der Sterne, auf die sie zielen. Sie verwenden eine Videoverbindung, um mit dem Teleskopbetreiber zu sprechen, der die ganze Nacht auf dem Gipfel verbringen wird. Die Dinge laufen so reibungslos, dass es nicht viel zu tun gibt. Das Teleskop bleibt vier Stunden lang an derselben Stelle am Himmel verriegelt. Der Laser funktioniert einwandfrei, und eine am Teleskop angebrachte Kamera nimmt eine 15-minütige Belichtung nach der anderen in automatisierter Reihenfolge vor. "Dies ist die langweiligste Beobachtung, die es gibt", entschuldigt sich der Astronom der University of California in Los Angeles, Mark Morris.
Trotzdem herrscht Spannung im Raum. Dieses Team von Astronomen unter der Leitung von Andrea Ghez von der UCLA steht im ständigen Wettbewerb mit Astronomen am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching. Der Garchinger Astrophysiker Reinhard Genzel und seine Kollegen haben seit Anfang der neunziger Jahre das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße mit dem New Technology Telescope und dem Very Large Telescope Array in Chile untersucht. Die 45-jährige Ghez treibt ihre Schüler dazu an, das Beste aus jeder Beobachtungssitzung in Keck herauszuholen. Vor sechs Jahren wurde sie in die National Academy of Sciences gewählt - eine Ehre für jemanden, der noch über 30 ist. "Es ist einfach, an der Spitze der Astronomie zu stehen, wenn man Zugang zu den besten Teleskopen der Welt hat", sagt sie.
Vor fast einem Jahrzehnt gelangten das amerikanische und das deutsche Team unabhängig voneinander zu dem Schluss, dass nur ein riesiges Schwarzes Loch das Verhalten von Sternen im Kern der Milchstraße erklären kann. Sterne, die eine gewaltige Masse umkreisen - ob ein Schwarzes Loch oder ein großer Stern - bewegen sich viel schneller durch den Weltraum als Sterne, die eine kleinere Masse umkreisen. In visueller Hinsicht erzeugt die größere Masse einen tieferen Trichter im Raum, um den sich die Sterne drehen. Wie Blätter, die in einem Whirlpool kreisen, drehen sich die Blätter umso schneller, je tiefer der Whirlpool ist. Andere Astronomen hatten sich schnell bewegende Sterne und Gaswolken in der Nähe des Zentrums der Milchstraße gesehen, daher vermuteten Ghez und Genzel, dass eine dichte Ansammlung von Materie nicht sichtbar war.
Durch sorgfältige Zusammenstellung von Infrarotaufnahmen, die Monate und Jahre voneinander entfernt aufgenommen wurden, verfolgten die beiden Teams die innersten Sterne, die sich innerhalb eines Lichtmonats vom Zentrum der Galaxie befanden. Zusammen sind die Bilder wie Zeitrafferfilme der Bewegungen der Stars. "Schon früh war klar, dass es ein paar Sterne gab, die nur schleppten", erinnert sich Ghez. "Offensichtlich waren sie sehr nahe am Zentrum." Etwas hielt sie in einem tiefen Strudel gefangen. Ein schwarzes Loch ergab den größten Sinn.
Der Drahtreifen kam im Jahr 2002, als beide Teams ihre Bilder mit adaptiver Optik schärften, einer Technologie, die die Unschärfe der Atmosphäre ausgleicht. Die Wissenschaftler folgten Sternen, die gefährlich nahe am Zentrum der Galaxie kreisen, und stellten fest, dass die Höchstgeschwindigkeit des schnellsten Sterns 3 Prozent der Lichtgeschwindigkeit betrug - ungefähr 32 Millionen Kilometer pro Stunde. Das ist eine erstaunliche Geschwindigkeit für eine Erdgaskugel, die viel größer ist als unsere Sonne, und sie hat sogar die Skeptiker davon überzeugt, dass ein supermassives Schwarzes Loch dafür verantwortlich ist.
Die Unschärfe der Erdatmosphäre hat Teleskopbenutzer seit Galileos ersten Studien über Jupiter und Saturn vor 400 Jahren geplagt. Einen Stern durch die Luft zu betrachten ist wie einen Pfennig am Boden eines Schwimmbeckens zu betrachten. Luftströmungen lassen das Sternenlicht hin und her zittern.
Das Schwarze Loch unserer Galaxie sendet Röntgenstrahlen aus (hier auf einem Bild des Chandra-Satellitenteleskops sichtbar gemacht), wenn Materie darauf zuwirbelt. (Marshall Space Flight Center / NASA) In den neunziger Jahren lernten die Ingenieure, die Verzerrungen mit einer Technologie zu beseitigen, die als adaptive Optik bezeichnet wurde. Computer analysieren das zitternde Muster des einfallenden Sternenlichts millisekundenweise und verwenden diese Berechnungen, um einen Satz Kolben auf der Rückseite eines dünnen und biegsamen Spiegels anzutreiben. Die Kolben biegen den Spiegel hunderte Male pro Sekunde und passen die Oberfläche an, um den Verzerrungen entgegenzuwirken und einen scharfen Mittelpunkt zu bilden.
Die Technologie hatte eine wesentliche Einschränkung. Die Computer brauchten ein klares Leitlicht als eine Art Bezugspunkt. Das System funktionierte nur, wenn das Teleskop in die Nähe eines hellen Sterns oder Planeten gerichtet war und die Astronomen auf nur 1 Prozent des Himmels begrenzt waren.
Der Laser des Keck-Observatoriums hebt diese Einschränkung auf, indem er einen künstlichen Leitstern überall dort erzeugt, wo er benötigt wird. Der Laserstrahl ist auf eine Frequenz abgestimmt, die Natriumatome beleuchtet, die durch den Zerfall von Meteoriten in einer Schicht der Atmosphäre zurückbleiben. Kecks Computer analysieren die Verzerrung in der Luftsäule zwischen dem Teleskopspiegel und dem vom Laser erzeugten Stern.
Das Lasersystem befindet sich in der 30 Meter hohen Kuppel des Teleskops in einem busgroßen Gehäuse. Der Laser startet mit einer Leistung von 50.000 Watt und verstärkt den Lichtstrahl in einer Farbstofflösung aus 190-prozentigem Ethanol. Aber bis das Licht auf die richtige Farbe eingestellt ist und seine Energie auf einem einzigen Weg kanalisiert wird, sinkt seine Leistung auf etwa 15 Watt - immer noch hell genug, dass die Federal Aviation Administration von der Sternwarte verlangt, dass der Laser abgeschaltet wird, wenn sich ein Flugzeug befindet voraussichtlich in der Nähe seines Weges fliegen. Aus einigen hundert Fuß Entfernung sieht der Laser aus wie ein bernsteinfarbener Bleistiftstrahl. Etwas weiter ist es überhaupt nicht sichtbar. Für den Rest der Insel gibt es in Mauna Kea keine Lasershow.
Ein Schwarzes Loch zu identifizieren ist eine Sache; es zu beschreiben ist eine andere. "Es ist schwierig, ein Bild zu malen, das sich auf die Welt bezieht, wie wir es verstehen, ohne mathematische Komplexität zu verwenden", sagt Ghez an einem Nachmittag in der Keck-Zentrale. Am nächsten Tag fragt sie ihren 6-jährigen Sohn, ob er weiß, was ein Schwarzes Loch ist. Seine schnelle Antwort: "Ich weiß nicht, Mami. Solltest du nicht?"
Mark Morris glaubt, dass "sinkhole" eine passende Metapher für ein Schwarzes Loch ist. Wenn Sie sich in der Nähe des Schwarzen Lochs im Weltraum befänden, würden Sie Dinge aus allen Richtungen darin verschwinden sehen.
Sowohl Ghez als auch Morris möchten sich vorstellen, aus einem Schwarzen Loch herauszuschauen. "Dies ist das blühende Stadtzentrum der Galaxis im Vergleich zu den Vororten, in denen wir uns befinden", sagt Ghez. "Sterne bewegen sich mit enormen Geschwindigkeiten. Man würde sehen, wie sich die Dinge auf einer Zeitskala von zehn Minuten ändern." Morris greift dieses Thema auf. "Wenn Sie von einem wunderschönen Berggipfel aus in den Nachthimmel blicken, ist es atemberaubend, wie viele Sterne es gibt", sagt er. "Jetzt multiplizieren Sie das mit einer Million. So würde der Himmel im galaktischen Zentrum aussehen. Es würde wie ein Himmel voller Jupiter und ein paar Sterne sein, die so hell sind wie der Vollmond."
In solch einer großartigen Umgebung sind die Gesetze der Physik wunderbar verdreht. Ghez und Morris hoffen, die ersten Beweise dafür zu sammeln, dass Sterne tatsächlich auf den seltsamen Umlaufbahnen wandern, die von Einsteins Relativitätstheorie vorhergesagt werden. In diesem Fall würde jeder Stern so etwas wie ein Muster aus einem Spirograph-Zeichenspielzeug nachzeichnen: eine Reihe von Schleifen, deren Position sich relativ zum Schwarzen Loch allmählich verschiebt. Ghez glaubt, dass sie und ihre Kollegen noch einige Jahre von dieser Verschiebung entfernt sind.
Mit jedem neuen Fund wird der Kern der Milchstraße verwirrender und faszinierender. Beide Teams, Ghez und Genzel, waren überrascht, als sie in der Nachbarschaft des Schwarzen Lochs viele massive junge Sterne entdeckten. Es gibt Dutzende von ihnen, alle sind nur fünf bis zehn Millionen Jahre alt - kosmisch gesehen Säuglinge - und sie sind ungefähr zehnmal so massereich wie unsere Sonne. Niemand ist sich ganz sicher, wie sie dem Schwarzen Loch so nahe gekommen sind oder wie sie dazu gekommen sind. Anderswo in der Galaxie benötigen trächtige Sterne einen kalten, ruhigen Mutterleib in einer großen Staub- und Gaswolke. Der galaktische Kern ist alles andere als ruhig: Intensive Strahlung durchflutet das Gebiet, und die Schwerkraft des Schwarzen Lochs sollte gasförmige Baumschulen zerkleinern, bevor dort etwas inkubiert. Wie Reinhard Genzel vor einigen Jahren auf einer Konferenz sagte, "haben diese jungen Stars kein Recht, dort zu sein". Es ist möglich, dass einige von ihnen weiter draußen geboren wurden und nach innen wanderten, aber die meisten Theoretiker denken, dass sie für dieses Szenario zu jung sind. Morris glaubt, dass die intensive Schwerkraft das spiralförmige Gas zu einer Scheibe um das Schwarze Loch komprimiert und die neuen Sonnen in einer Art Sternentstehung erzeugt, die in keiner anderen galaktischen Umgebung zu finden ist.
Diese jungen Sterne werden sich in wenigen Millionen Jahren selbst zerstören. Und wenn sie es tun, hinterlassen die massereichsten kleine schwarze Löcher. Morris geht davon aus, dass Hunderttausende dieser stellaren schwarzen Löcher, die sich aus früheren Generationen von Sternen angesammelt haben, um das zentrale, supermassereiche schwarze Loch herumschwärmen. Die Schwarzen Löcher mit der stellaren Masse sind nur etwa 32 km breit, so dass Kollisionen zwischen ihnen selten wären. Stattdessen sagt Morris: "In der Nacht schwingen schwarze Löcher aneinander vorbei und Sterne bewegen sich durch dieses Zerstörungsderby. Ein Beinahe-Fehler zwischen einem der schwarzen Löcher und einem Stern könnte den Stern in das supermassereiche Schwarze Loch oder verstreuen." vollständig aus dem galaktischen Zentrum. " Theoretiker glauben, dass das supermassereiche Schwarze Loch alle Zehntausende von Jahren einen Stern verschlingen könnte - ein Ereignis, das das Zentrum der Galaxie mit Strahlung überfluten würde. "Es wäre ein spektakuläres Ereignis", sagt Morris.
Astronomen sehen Anzeichen eines solchen Verschlingens, wenn sie das Innere der Milchstraße mit Röntgen- und Radioteleskopen untersuchen, die die Stoßwellen vergangener Explosionen erfassen. Riesige Schwarze Löcher in anderen Galaxien sind für Astronomen zu weit entfernt, um sie eingehend zu untersuchen, sagt Avi Loeb, Direktor des Instituts für Theorie und Berechnung am Harvard-Smithsonian-Zentrum für Astrophysik in Cambridge, Massachusetts. Deshalb hängt er an jeder Ankündigung der Teams von Ghez und Genzel. "Die Fortschritte der Beobachter in so kurzer Zeit waren wirklich bemerkenswert", sagt er. "Wir Theoretiker sind alle Cheerleader für sie."
Loeb und andere zeichnen ein neues Bild davon, wie sich das Universum und seine 100 Milliarden Galaxien seit dem Urknall vor 13, 7 Milliarden Jahren entwickelt haben. Sie glauben, dass alle Galaxien mit noch ungeklärten "Samen" -schwarzen Löchern begannen - Zehntausende Male der Masse unserer Sonne -, die während heftiger Fresszyklen exponentiell wuchsen, als Galaxien kollidierten, was sie häufiger taten, als das Universum jünger war und Galaxien waren näher beieinander. Bei einer Kollision katapultieren einige Sterne in den Weltraum und andere Sterne und Gase stürzen in das neu kombinierte Schwarze Loch im Zentrum der Galaxien. Während das Schwarze Loch wächst, verwandelt es sich laut Loeb in einen rasenden Quasar mit auf Milliarden Grad erhitztem Gas. Der Quasar sprengt dann den Rest des Gases vollständig aus der Galaxie. Nachdem das Gas aufgebraucht ist, sagt Loeb: "Das supermassereiche Schwarze Loch befindet sich im Zentrum der Galaxis, ruhend und ausgehungert."
Es scheint, dass unsere Milchstraße mit ihrem bescheidenen Schwarzen Loch nur wenige kleinere Galaxien absorbiert und niemals einen Quasar befeuert hat. Es droht jedoch eine furchtbare Kollision. Die nächste große Galaxie, Andromeda, befindet sich auf einem Kollisionskurs mit der Milchstraße. Die beiden werden in etwa zwei Milliarden Jahren zusammenwachsen und nach und nach eine riesige Galaxie bilden, die Loeb und sein ehemaliger Harvard-Smithson-Kollege TJ Cox "Milkomeda" nennen. Die supermassiven zentralen Schwarzen Löcher der Galaxien werden kollidieren, Ströme von Gas verschlingen und für kurze Zeit einen neuen Quasar in diesem ruhigen Teil des Universums entzünden. "In dieser Hinsicht sind wir Spätzünder", bemerkt Loeb. "Es ist den meisten anderen Galaxien schon früh passiert." (Die Erde wird durch die Kollision nicht aus der Umlaufbahn der Sonne geworfen und sollte während des Zusammenschlusses nicht von irgendetwas getroffen werden. Aber es werden noch viel mehr Sterne am Himmel sein.)
Abgesehen von der beunruhigenden Zukunft unserer Galaxie hofft Loeb, dass wir bald - vielleicht innerhalb eines Jahrzehnts - dank eines aufstrebenden globalen Netzwerks von "Millimeterwellen" -Teleskopen das erste Bild des supermassiven Schwarzen Lochs der Milchstraße erhalten. Benannt nach der Wellenlänge der Funkwellen, die sie erkennen, sehen die Instrumente das Schwarze Loch selbst nicht. Vielmehr werden sie im Konzert den Schatten abbilden, den er auf einen Vorhang mit heißem Gas hinter sich wirft. Wenn alles gut geht, wird der Schatten eine unverwechselbare Form haben. Einige Theoretiker erwarten, dass sich das Schwarze Loch dreht. Wenn dem so ist, wird nach der von Einstein vorhergesagten kontraintuitiven Zerrung des Raums unser Blick auf den Schatten in etwas verzerrt, das wie eine einseitige und zerquetschte Träne aussieht. "Es wäre das bemerkenswerteste Bild, das wir haben könnten", sagt Loeb.
In der vierten und letzten Nacht von Ghez 'geplanten Beobachtungen halten Wind und Nebel auf dem Mauna Kea-Gipfel die Teleskopkuppeln geschlossen. So überprüfen die Astronomen ihre Daten aus den vergangenen Nächten. Die Bilder der ersten beiden Nächte reichten von gut bis ausgezeichnet, sagt Ghez; Die dritte Nacht war "anständig". Sie sagt, dass sie zufrieden ist: Ihre Studenten haben genug, um sie zu beschäftigen, und Tuan Do von der University of California in Irvine identifizierte ein paar große, junge Stars, um die Analyse des Teams zu ergänzen. "Ich fühle mich unglaublich privilegiert, an etwas zu arbeiten, an dem ich so viel Spaß habe", sagt Ghez. "Es ist schwer zu glauben, dass es Schwarze Löcher wirklich gibt, weil es einen so exotischen Zustand des Universums gibt. Wir haben es demonstrieren können, und das finde ich wirklich tiefgreifend."
Sie verbringt die meiste Zeit damit, die Kommandozentrale in Waimea zu beaufsichtigen, aber sie war oben auf Mauna Kea, um den Laser in Aktion zu sehen. Wenn wir über den faszinierenden Anblick sprechen, wird deutlich, dass Ghez eine Ironie schätzt: Astronomen lieben die Dunkelheit und beklagen sich häufig über jede Lichtquelle, die ihre Beobachtungen beeinträchtigen könnte. Doch hier werfen sie ein Leuchtfeuer in den Himmel, um das schwärzeste Licht zu erhellen, das die Menschheit jemals sehen kann.
Diese Geschichte von Robert Irion wurde 2010 mit dem David N. Schramm Award der American Astronomical Society für Wissenschaftsjournalismus ausgezeichnet.
