Das James Clerk Maxwell Telescope ist eines von drei Teleskopen, die bahnbrechende Daten über ein entferntes Schwarzes Loch liefern. Es befindet sich auf Mauna Kea in Hawaii. Foto von Nik Szymanek
Der Punkt ohne Wiederkehr wurde endlich entdeckt. Fünfzig Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt, im Herzen der Messier 87-Galaxie, hat ein Schwarzes Loch, das sechs Milliarden Mal so massereich ist wie die Sonne, Wissenschaftlern die erste Messung des sogenannten „Ereignishorizonts“ ermöglicht jenseits dessen ist die Materie für immer für das Schwarze Loch verloren.
"Sobald Objekte durch den Ereignishorizont fallen, sind sie für immer verloren", sagt Shep Doeleman, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics und Hauptautor des in Science Express veröffentlichten Papiers.
Schwarze Löcher sind die dichtesten Objekte im Universum. "Dort herrscht eine so intensive Schwerkraft, dass nicht nur die Materie den Ereignishorizont überqueren und in das Schwarze Loch gesogen werden kann, sondern sogar ein Photon des Lichts", sagt Co-Autor Jonathan Weintroub, ebenfalls am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. „Es ist ein kleines Paradox, zu behaupten, wir hätten ein Schwarzes Loch gemessen, weil Schwarze Löcher schwarz sind. Wir messen das Licht oder in unserem Fall die Radiowellen “um das Schwarze Loch herum, nicht um das Schwarze Loch selbst.
Das fragliche Schwarze Loch ist eines der beiden größten am Himmel. Dies geht aus einer Veröffentlichung vom September 2011 mit dem Titel „Die Größe der Jet-Startregion in M87“ hervor, in der dargelegt wurde, wie Messungen des Ereignishorizonts vorgenommen werden könnten.
In der Veröffentlichung „Jet-Launching Structure Resolved Near The Supermassive Black Hole in M87“ werden diese Jets aus relativistischen Partikeln beschrieben, die sich über Hunderttausende von Lichtjahren erstrecken können und einen wichtigen Mechanismus für die Umverteilung von Materie und Energie darstellen in großem Maßstab, der die galaktische Evolution beeinflusst. “Bild von der NASA und dem Hubble Heritage Team STScI / AURA
Schwarze Löcher sind nicht nur fantastisch, sondern auch erstaunlich bizarr, und sie sind auch nützliche Untersuchungsziele, erklärt Weintroub, insbesondere die zehn Prozent, die sogenannte Jets aufweisen, oder lichtemittierende Materiestöße, die in Energie umgewandelt werden, wenn sich Massen dem Ereignishorizont nähern . Unterstützt von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie lieferten diese Jets die Strahlung, die Weintroubs Team für seine Messungen benötigte.
Aus den kombinierten Daten von Radioteleskopen in Hawaii, Arizona und Kalifornien entwickelten die Forscher ein „virtuelles“ Teleskop, das 2000-mal mehr Details erfassen kann als das Hubble-Weltraumteleskop. Auf dieser Detailebene konnten die Forscher die sogenannte „innerste stabile Kreisbahn“ der Materie außerhalb des Schwarzen Lochs sowie den Ereignishorizont von M87 messen. Wenn der Ereignishorizont die Tür in ein Schwarzes Loch ist, dann ist die innerste stabile Kreisbahn wie die Veranda; Nach diesem Punkt beginnen sich die Körper in Richtung des Ereignishorizonts zu winden.
"Wir hoffen, weitere Teleskope hinzuzufügen", sagt Weintroub. "Das ist wirklich das, was wir tun müssen, um neue Bilder zu machen und zu verstehen, was zum Teufel an der Basis des Jets los ist."
Um zu verdeutlichen, was das Team tatsächlich getan hat, sagt Weintroub: „Ich habe Schlagzeilen gesehen, in denen stand, dass wir ein Bild des Schwarzen Lochs gemacht haben - wir haben tatsächlich kein Bild von irgendetwas gemacht, und wenn wir ein Bild gemacht haben Es wäre das Strahlungsmuster in unmittelbarer Nachbarschaft des Schwarzen Lochs, weil das Schwarze Loch schwarz ist. “
Während das Auftreten von Schwarzen Löchern einfach zu beschreiben sein mag (sie sind schwarz), wird ihr Verhalten schnell seltsam und genau das ist das schillernde Versprechen, das am Ereignishorizont wartet.
"Schwarze Löcher sind interessant", sagt Weintroub, "denn eines der Dinge, die Einstein mit seiner Theorie der allgemeinen Relativitätstheorie vorhersagt, ist, dass Strahlung das Licht verbiegt." ) biegt tatsächlich den Raum, durch den sich das Licht bewegt.
Wie Weintroub es ausdrückt: "Die Schwerkraft beugt das Gewebe des Raumes, und die intensive Schwerkraft beugt das Gewebe des Raumes stark."
Während sich das virtuelle Teleskop auf andere Standorte in Chile, Europa, Mexiko, Grönland und am Südpol ausdehnt, wird Weintroub in etwa fünf Jahren in der Lage sein, immer detailliertere Bilder zu erstellen. "Wenn wir anfangen Bilder zu machen", sagt er, "werden wir in der Lage sein zu sehen, ob die Strahlung, die ein Schwarzes Loch zulässt, 'linsenförmig' oder gebogen ist, wie Einstein vorausgesagt hat."
In der Zwischenzeit sind die Dinge hier in der Milchstraße aus verschiedenen Gründen gleichermaßen aufregend. Obwohl das Schwarze Loch in der Mitte unserer Galaxie, wie Weintroub es nennt, "ruhig" ist und keinen Jet hat, entdeckten die Forscher des Harvard-Smithsonian-Zentrums für Astrophysik im September eine Gaswolke mit Planetenbildungsfähigkeiten, die auf das Schwarze Loch der Milchstraße zusteuert.
