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Foto-Sensation aus dem Weltall: So sieht das schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße aus

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Von: Tanja Banner

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Im Zentrum der Milchstraße lauert das supermassereiche schwarze Loch Sagittarius A*. Das Event Horizon Telescope hat das erste Foto davon geschossen – eine Sensation.

Update vom Freitag, 13. Mai, 09.57 Uhr: Der deutsche Forscher Reinhard Genzel beschäftigt sich seit vielen Jahren mit dem schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße, Sagittarius A*. 2020 hat er für seine Forschung den Physik-Nobelpreis erhalten. „Ich glaube, jetzt kann es keinen Zweifel mehr geben, dass Sagittarius A* ein schwarzes Loch ist“, erklärt er nach der neuen Veröffentlichung des Event Horizon Telescope gegenüber space.com. Ein wichtiger Punkt fehle jedoch noch, um „den letzten Nagel in diesen Sarkophag zu schlagen“, so Genzel weiter: Die Geschwindigkeit, mit der sich das schwarze Loch dreht.

„Die allgemeine Relativitätstheorie besagt, dass Schwarze Löcher im Grunde nur zwei Eigenschaften haben“, erklärt Genzel. „Die eine ist die Masse, die wir bereits kennen, und die andere ist der Spin. Wenn wir diese beiden Eigenschaften kennen, war es das. Schwarze Löcher sind durch diese beiden Eigenschaften definiert, sie haben keine Form, keine Hügel oder Täler, nichts dergleichen.“ Doch Genzel geht davon aus, dass Astronom:innen in den kommenden Jahren in der Lage sein werden, die Rotationsgeschwindigkeit von Sagittarius A* zu bestimmen. „Wir sind noch dabei, unsere Methoden zu verfeinern, und das Event Horizon Telescope Team verfeinert seine Methoden, und ich denke, dass wir zusammen in der Lage sein werden, die Rotation von Sagittarius A* zu bestimmen“, so Genzel weiter.

Event Horizon Telescope präsentiert erstes Bild vom schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße

+++ 16.30 Uhr: Jetzt ist die Katze aus dem Sack, zum ersten Mal kann das schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße mit den eigenen Augen gesehen werden. Einen etwas ausführlicheren Artikel zu dem Bild des schwarzen Lochs Sagittarius A* im Zentrum der Milchstraße, das das Event Horizon Telescope veröffentlicht hat, finden Sie hier.

Das schwarze Loch Sagittarius A* befindet sich im Zentrum der Milchstraße, im Sternbild Schütze (Sagittarius). Es wurde vom Event Horizon Telescope (EHT) erstmals fotografiert.
Das schwarze Loch Sagittarius A* befindet sich im Zentrum der Milchstraße, im Sternbild Schütze (Sagittarius). Es wurde vom Event Horizon Telescope (EHT) erstmals fotografiert. © ESO/José Francisco Salgado (josefrancisco.org), EHT Collaboration

+++ 15.40 Uhr:  Das schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße war für die Forschenden deutlich schwieriger zu fotografieren, als das weiter entfernte schwarze Loch M87*. Der EHT-Wissenschaftler Chi-kwan Chan erklärt, warum das so ist: „Das Gas in der Nähe der schwarzen Löcher bewegt sich mit der gleichen Geschwindigkeit – fast so schnell wie das Licht – sowohl um Sgr A* als auch um M87*. Aber während das Gas Tage bis Wochen braucht, um das größere M87* zu umkreisen, vollendet es eine Umkreisung um das viel kleinere Sgr A* in nur wenigen Minuten. Das bedeutet, dass sich die Helligkeit und das Muster des Gases um Sgr A* schnell änderten, während die EHT Collaboration es beobachtete – ein bisschen wie der Versuch, ein klares Bild von einem Welpen zu machen, der schnell seinem Schwanz nachjagt.“

Schwarzes Loch im Zentrum der Milchstraße: Sagittarius A* fotografiert

+++ 15.30 Uhr:  Das neu veröffentlichte Bild ähnelt dem schwarzen Loch in der Galaxie Messier 87, das bereits 2019 vom EHT fotografiert wurde – obwohl Sagittarius A* deutlich kleiner und weniger massereich ist. „Wir haben zwei völlig unterschiedliche Arten von Galaxien und zwei sehr unterschiedliche Massen von schwarzen Löchern, aber in der Nähe des Randes dieser schwarzen Löcher sehen sie sich verblüffend ähnlich“, sagt Sera Markoff, Co-Vorsitzende des EHT-Wissenschaftsrats. „Das sagt uns, dass die Allgemeine Relativitätstheorie im Nahbereich für diese Objekte dominiert und alle Unterschiede, die wir in größerer Entfernung sehen, auf Abweichungen im Material zurückzuführen sein müssen, das die schwarzen Löcher umgibt.“

Name:Sagittarius A* (Sgr A*)
Typ:supermassereiches schwarzes Loch
Ort:Zentrum der Milchstraße
Masse:4,3 Millionen Sonnenmassen
Entfernung zur Erde:etwa 27.000 Lichtjahre

+++ 15.15 Uhr: Sagittarius A* ist das schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße. Das Bild dieses schwarzen Lochs erinnert sehr stark an das Bild, das das EHT im Jahr 2019 vom schwarzen Loch im Zentrum der Galaxie M87 aufgenommen hat. Das habe auch die Forschenden überrascht, heißt es bei der Pressekonferenz.

Doch was ist tatsächlich auf dem Bild zu sehen? Ein schwarzes Loch schluckt Licht, kann also eigentlich nicht fotografiert werden. Doch das Gas, das um das schwarze Loch kreist, leuchtet hell und verrät das schwarze Loch: In diesem Gas ist eine zentrale dunkle Region zu sehen – der Schatten des schwarzen Lochs.

Das schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße – Sagittarius A*, aufgenommen vom Event Horizon Telescope.
Das schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße – Sagittarius A*, aufgenommen vom Event Horizon Telescope. © EHT Collaboration

Event Horizon Telescope zeigt schwarzes Loch im Zentrum der Milchstraße

+++ 15.07 Uhr: Huib van Langefeld (EHT-Projektdirektor) stellt nun die Ergebnisse vor. Mehr als 300 Personen hätten an den Arbeiten mitgewirkt, erklärt van Langefeld.

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+++ 15.05 Uhr: Es ist tatsächlich das schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße, das das Event Horizon Telescope (EHT) – ein Zusammenschluss von Teleskopen in aller Welt – aufgenommen hat. Sagittarius A* befindet sich im Zentrum unserer Milchstraße, etwa 26.000 Lichtjahre von der Erde entfernt.

„Wir werden etwas sehr Neues, Aufregendes und Spannendes im Zentrum unserer Milchstraße sehen“, heißt es bei der Pressekonferenz in Garching. Das schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße wurde bereits vor Jahren nachgewiesen – und jetzt gibt es den ersten visuellen Nachweis, den zahlreiche Teleskope in aller Welt nun gemeinsam erbracht haben.

+++ 14.55 Uhr: Im April 2019 war es eine Sensation: das erste Bild, das ein schwarzes Loch visuell nachweist. Hat das Event Horizon Telescope (EHT) dieses Mal das schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie, der Milchstraße, aufgenommen? In wenigen Minuten wird das Ergebnis vorgestellt. Dieser Ticker hält Sie auf dem Laufenden über das, was vorgestellt wird und versucht, die wissenschaftlichen Ergebnisse einzuordnen.

Schwarzes Loch im Zentrum der Milchstraße fotografiert? Event Horizon Telescope stellt Ergebnis vor

+++ 14.25 Uhr: Die Pressekonferenz zur Entdeckung des Event Horizon Telescope in der Milchstraße beginnt um 15 Uhr. Weltweit gibt es mehrere synchrone Pressekonferenzen, die die „bahnbrechende“ Entdeckung zeitgleich vorstellen.

Update vom Donnerstag, 12. Mai 13.00 Uhr: Heute wird die Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration bei einer Pressekonferenz „bahnbrechende Ergebnisse für die Milchstraße“ vorstellen. Worum es sich genau handelt ist bisher nicht bekannt. Fachleute vermuten, dass erste Aufnahmen des schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße (Sagittarius A*) vorgestellt werden. Die Pressekonferenz beginnt um 15 Uhr – dann wird man sehen, worum es wirklich geht.

Event Horizon Telescope (EHT): Erstes Foto vom schwarzen Loch vorgestellt

Erstmeldung vom Mittwoch, 11. Mai: Garching – Als die Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration im April 2019 zu einer Pressekonferenz lud, stellten die beteiligten Forschenden eine bahnbrechende wissenschaftliche Leistung vor: Sie hatten zum ersten Mal den Schatten eines schwarzen Lochs fotografiert und damit einen sichtbaren Beweis für ein supermassereiches schwarzes Loch erbracht. Das Bild ging um die Welt und sorgte schlagartig für ein großes Interesse an schwarzen Löchern. Nun gibt es erneut eine Einladung zu einer Pressekonferenz des EHT, bei dem „bahnbrechende Ergebnisse für die Milchstraße“ vorgestellt werden sollen. Genau wie im Jahr 2019 wird es weltweit mehrere Pressekonferenzen gleichzeitig geben. Viel mehr ist bislang nicht bekannt.

Doch in der Wissenschafts-Community gibt es eine Vermutung, was das EHT dieses Mal vorstellen dürfte: Ist es die erste Aufnahme oder sogar ein Film von Sagittarius A*, dem supermassereichen schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße? Möglich ist es – bereits 2019 hatten Fachleute vermutet, dass ein Bild von Sagittarius A* vorgestellt wird. Allerdings präsentierten die Forschenden dann eine Aufnahme des schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie Messier 87.

Event Horizon Telescope: Hat es das schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße aufgenommen?

Doch wie ist es überhaupt möglich, dass das Event Horizon Telescope ein schwarzes Loch fotografiert? Supermassereiche schwarze Löcher befinden sich im Zentrum der meisten Galaxien und zeichnen sich vor allem durch eines aus: Sie verschlingen alles, was ihnen zu nahe kommt. Materie, die einmal den Ereignishorizont überschritten hat, fällt in das schwarze Loch, aus dem nichts mehr herauskommt – nicht einmal Licht. Etwas, das selbst Licht verschluckt, ist eigentlich unmöglich zu fotografieren. Noch dazu befinden sich schwarze Löcher weit entfernt – das 2019 aufgenommene schwarze Loch ist etwa 55 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt, das schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße befindet sich in einer Entfernung von etwa 26.000 Lichtjahren.

Im April 2019 hat die Event Horizon Telescope Collaboration dieses Bild vorgestellt. Es ist der erste visuelle Nachweis eines supermassereichen schwarzen Lochs. (Archivbild)
Im April 2019 hat die Event Horizon Telescope Collaboration dieses Bild vorgestellt. Es ist der erste visuelle Nachweis eines supermassereichen schwarzen Lochs. (Archivfoto) © Event Horizon Telescope (EHT)/dpa

Um dennoch schwarze Löcher fotografieren zu können, greift das EHT auf eine spezielle Technik zurück: die Very Long Baseline Interferometry (VLBI). Dabei werden mehrere Radioteleskope, die auf der ganzen Erde verteilt sind, synchronisiert und gleichzeitig zur Beobachtung eines ausgewählten Objekts genutzt. Bei der Veröffentlichung des ersten Fotos von einem schwarzen Loch erklärten die beteiligten Forschenden, dass sie mit der so entstandenen Auflösung ihres riesigen, erdumspannenden Teleskops, aus Paris eine Zeitung in New York lesen könnten.

Event Horizon Telescope (EHT): Wie fotografiert man ein schwarzes Loch, das Licht verschluckt?

Doch das erklärt noch nicht, wie die Forschenden ein Objekt fotografieren können, das Licht verschluckt. Dazu muss man wissen, dass supermassereiche schwarze Löcher meist von einer sogenannten Akkretionsscheibe umgeben sind. Diese besteht aus der Materie, die vom schwarzen Loch angezogen wurde, aber den Ereignishorizont noch nicht überquert hat. Diese Akkretionsscheibe umgibt das schwarze Loch, das Gas in ihr ist heiß und leuchtet – was die Forschenden 2019 für ihre Zwecke genutzt haben. Heino Falcke vom EHT erklärte es 2019 so: „Wenn ein schwarzes Loch in eine helle Region wie eine Scheibe aus glühendem Gas eintaucht, erwarten wir, dass es eine dunkle Region erzeugt, die einem Schatten ähnelt.“

Und tatsächlich: Das Event Horizon Telescope konnte die ringähnliche Struktur mit einem dunklen Zentrum fotografieren – der Schatten des schwarzen Lochs. Acht Teleskope waren damals an der Beobachtung beteiligt – sie standen auf Hawaii, in Mexiko, in Arizona und der Sierra Nevada, in der chilenischen Atacama-Wüste und sogar in der Antarktis. Entstanden sind bei den Beobachtungen Petabytes an Rohdaten, die von Supercomputern, unter anderem am Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn, verarbeitet wurden.

Foto eines schwarzen Lochs galt noch vor einer Generation als unmöglich

„Wir haben etwas erreicht, das noch vor einer Generation für unmöglich gehalten wurde“, erklärte der am EHT beteiligte Forscher Sheperd S. Doeleman 2019 in einer Pressemitteilung. „Durchbrüche in der Technologie, Verbindungen zwischen den besten Radioobservatorien der Welt und innovative Algorithmen haben uns ein völlig neues Fenster zu Schwarzen Löchern und dem Ereignishorizont geöffnet.“

„Wir haben etwas erreicht, das noch vor einer Generation für unmöglich gehalten wurde.“

Shepard S. Doeleman, EHT-Forscher, im Jahr 2019

Wird das Event Horizon Telescope dieses Mal einen Blick auf das schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße ermöglichen? Es ist möglich – jedoch kann es auch sein, dass die Event Horizon Telescope Collaboration eine ganz andere Überraschung für Beobachtende parat hat. (tab)

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