Event Horizon Telescope

In den Zentren der meisten Galaxien befindet sich ein Schwarzes Loch mit der millionen- oder gar milliardenfachen Masse unserer Sonne. Einen direkten Blick in die unmittelbare Nähe dieser supermassereichen Objekte zu werfen, war lange nicht möglich. Erst mit dem Event Horizon Telescope gelang die erste Aufnahme eines supermassereichen Schwarzen Lochs.

Aufgrund der großen Anziehungskraft von Schwarzen Löchern kann ihnen selbst Licht nicht entkommen. Das macht eine Fotografie eigentlich unmöglich. Mit dem Event Horizon Telescope gelang dennoch der erste direkte Blick auf ein Schwarzes Loch: Das am 10. April 2019 veröffentlichte Bild zeigt zwar nicht das Schwarze Loch selbst – sein „Schatten“ ist aber deutlich als dunkle zentrale Region zu erkennen, umgeben von einer hellen ringförmigen Struktur. Das abgelichtete Objekt liegt im Zentrum der rund 55 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie Messier 87 und ist mit 6,5 Milliarden Sonnenmassen mehr als tausendfach schwerer als das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße.

Trotz der enormen Masse handelt es sich bei Schwarzen Löchern um extrem kompakte Himmelskörper. Für die Aufnahme schalteten die mehr als dreihundert beteiligten Astronomen mehrere Radioteleskope auf der gesamten Welt zusammen, darunter ALMA und APEX in Chile sowie Observatorien in Europa, Hawaii und am Südpol. Dieses als Interferometrie bezeichnete Verfahren ermöglicht eine deutlich höhere Auflösung verglichen mit den Einzelteleskopen. Auf diese Weise lieferte das „virtuelle“ Event Horizon Telescope schließlich das spektakuläre Bild.

Radioteleskopanlage ALMA

Die zugrunde liegenden Daten hat die Kollaboration seither noch eingehender untersucht, etwa indem sie auch die Schwingungsebene der empfangenen elektromagnetischen Wellen berücksichtigten. Ein signifikanter Anteil des Lichts um das supermassereiche Objekt im Zentrum der Galaxie M87 ist demnach polarisiert. Das zeige deutlich, dass der Ring um das Schwarze Loch magnetisiert ist, berichtete das Team im März 2021.

Wenige Monate später folgte eine weitere Aufnahme. Dieses Mal richteten die Astronomen den Fokus auf das Zentrum der 13 Millionen Lichtjahre von uns entfernten Radiogalaxie Centaurus A. Das supermassereiche Schwarze Loch darin ist mit 55 Millionen Sonnenmassen deutlich „leichter“. Die Beobachtungen legen nahe, dass sich Schwarze Löcher über einen weiten Massenbereich ähnlich verhalten.

Im Mai 2022 gelang schließlich auch ein direkter Blick auf das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße. Zwar ist diese Region „nur“ 27 000 Lichtjahre von uns entfernt, doch erwies sich die Auswertung der Beobachtungsdaten als weitaus schwieriger. Denn während die aus dem Zentrum von M87 empfangene Strahlung über Stunden hinweg konstant ist, verändert sie sich im Fall des Milchstraßenzentrums im Verlauf weniger Minuten. Das erforderte völlig neue Methoden für die Analyse der Daten. Wie bei M87 lässt sich auch auf dem ersten Foto vom Schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße ein leuchtender Ring um einen dunklen Kern erkennen. Die Beobachtungen stimmen den Forschern zufolge sehr gut mit den Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie überein.

Für die beteiligten Wissenschaftler ist das Foto des galaktischen Zentrums ein großer Erfolg, gleichwohl aber nur ein erster Schritt: Mit weiteren Teleskopen soll die Auflösung des Event Horizon Telescope künftig noch steigen. Damit ließen sich dann, so die Hoffnung der Astronomen, weitere Erkenntnisse über die physikalischen Vorgänge in der unmittelbaren Umgebung supermassereicher Schwarzer Löcher gewinnen.