Schwarzes Loch von M87 zum ersten Mal fotografiert

Schwarzes Loch von M87 hautnah erleben! Am 10.04 konnte die Menschheit zum ersten Mal auf ein Foto eines supermassiven Schwarzen Lochs blicken. Es ist eine Leistung, die mehrere Supercomputer, acht Teleskope, Hunderte von Forschern und riesige Datenmengen mit sich brachten. Die Ergebnisse des Projekts Event Horizon Telescope (EHT) hat Projektleiter Sheperd Doeleman auf einer gemeinsamen Pressekonferenzen mit Live-Streaming auf der ganzen Welt bekannt gegeben. Die Ergebnisse lieferten nicht nur ein Bild, das sehr bald in Unterrichtsmaterialien auf der ganzen Welt integriert sein wird. Sie bestätigten wieder mal Einsteins allgemeine Relativitätstheorie und gaben Astrophysikern eine beispiellose Nahaufnahme dieser rätselhaften Himmelserscheinungen.

Schwarzes Loch von Messier 87

Das Bild zeigt das Schwarze Loch im Zentrum der gigantischen Galaxie Messier 87 im Sternbild Jungfrau. Diese Galaxie befindet sich etwa 53.5 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Das Schwarze Loch hat eine Masse, die fast 6.5 Milliarden Mal so groß ist wie unsere Sonne. So eine Größe ist kaum vorstellbar! Dennoch ist dies nicht das größte, das uns je bekannt ist. Diesen Titel schnappt sich ein Schwarzes Loch im Zentrum der Galaxie NGC 1277 im Sternbild Perseus. Es hat eine Masse, die 17 Milliarden Sonnen entspricht!

Messier 87 ist eine der größten und leuchtendsten Galaxien im Lokaluniversum

Schwarzes Loch im Zentrum von M87 fotografiert, aber wie?

Das Event Horizon Telescope ist kein traditionelles Teleskop. Der Name bezieht sich auf eine Gruppe von acht Radioteleskopen, die auf fünf Kontinenten stationiert sind und alle im April 2017 neun Tage lang den gleichen Bereich des Weltraums beobachteten.

Es hat im Nachhinein ganze zwei Jahre gedauert, bis Forscher alle Daten der Observatorien tatsächlich auspacken und analysieren konnten. Sie waren für eine digitale Übertragung einfach zu groß. Festplatten mussten physisch überbrückt werden, damit Wissenschaftler sie über mehrere Supercomputer verarbeiten könnten.

Forscher brauchten acht Teleskope, um das erste Bild eines Schwarzen Lochs aufzunehmen

Das legendäre Bild wurde aus Datenmengen von 5.000 Petabyte millionenfach komprimiert. Ein Petabyte entspricht etwa 5.000 Jahren MP3-Dateien oder der gesamten Selfie-Sammlung von 40.000 Menschen im Laufe ihres Lebens, sagte das Team. Die Schärfe scheint dennoch nicht die zu sein, die wir uns erhofft hatten. Die Qualität könnte durch verschiedene zukünftige Ansätze verbessert werden, nämlich durch den Einsatz neuer Algorithmen und den Anbau weiterer Teleskope mit höherer Frequenz. Diese Vorgehensweisen sind Astrophysikern nicht unbekannt. Beispielsweise war das erste Foto vom Zwergplaneten Pluto nach heutigen Maßstäben ein absolutes Durcheinander. Es dauerte 85 Jahre bis zum Vorbeiflug von New Horizons, sodass wir endlich seine dunstige Atmosphäre, Felsformationen und Oberflächenfarben sehen konnten.

Pluto vor und nach dem historischen Vorbeiflug

Bis heute war es nahezu unmöglich, ein Foto von einem Schwarzen Loch zu machen. Das liegt nicht nur daran, dass es so weit entfernt ist. Es liegt vielmehr daran, dass die Schwerkraft, die ein Schwarzes Loch ausübt, so stark ist, dass selbst Licht ihr nicht entweichen kann. Schwarze Löcher besitzen jedoch einen sogenannten Ereignishorizont – eine Grenze, die den Punkt ohne Wiederkehr kennzeichnet. Licht und Materie, die diese Schwelle überschreiten, können dem Schwarzen Loch nicht mehr entkommen. Die Raumzeit wird am Ereignishorizont aber so verzerrt, dass ein leuchtender Kreis aus akkretierender Materie entsteht. Es erzeugt eine Art Silhouette des Objekts und es ist genau das, was EHT erfasst hat.

Dieser feurige Kreis aus Licht und Materie wird als Ereignishorizont bezeichnet

Die Ziele des Event Horizon Telescope Projekts

Das Event Horizon Telescope Projekt hatte zu Beginn vier wissenschaftliche Hauptziele. Das erste war ziemlich einfach – ein Schwarzes Loch fotografieren. Die anderen drei waren komplizierter. Die Forscher wollten mehr darüber erfahren, wie diese Himmelserscheinungen wachsen und was dazu führt, dass Material letztendlich hinein fällt. Forscher wollten auch eine bessere Vorstellung davon bekommen, warum supermassive Schwarze Löcher scheinbar dazu beigetragen haben, gigantische Strömungen subatomarer Teilchen aus der Galaxie in das weitere Universum zu treiben.

Schließlich wollten die Forscher die Möglichkeit bekommen, Einsteins Arbeit mit der Gegenwart zu vergleichen. Die allgemeine Relativitätstheorie des berühmten Wissenschaftlers ist bereits über 100 Jahre alt und hat sich im letzten Jahrhundert sehr gut bewährt. Einstein hat die Existenz von Gravitationswellen vorausgesagt, lange bevor die Menschheit die Mittel hatte, sie zu entdecken. Seine Theorie sagte auch voraus, dass die Silhouette oder der „Schatten“ eines Schwarzen Lochs kreisförmig aussehen würde.

Projektleiter Sheperd Doeleman auf der gemeinsamen Pressekonferenz

Das EHT Team wird bis 2020 über elf Teleskope verfügen. Doeleman und seine Kollegen äußerten außerdem den Wunsch, schließlich ein Teleskop im Weltraum zu bringen, um ihre Anstrengungen zu fördern. „Die Natur hat sich verschworen, uns etwas sehen zu lassen, von dem wir glaubten, dass es unsichtbar war.“

Simuliertes Bild eines schwarzen Lochs