Letztes Jahr "hörten" Forscher erstmals Schwarze Löcher, indem sie Gravitationswellen von zwei solchen kollidierenden Objekten entdeckten. Jetzt wollen sie das Schwarze Loch mit ihren eigenen Augen oder zumindest seiner Silhouette sehen.
Nächsten Monat werden Astronomen Radioteleskope rund um den Globus einsetzen, um das Äquivalent eines einzelnen "planetarischen" Instruments zu schaffen, mit dem sie Bilder von Schwarzen Löchern aufnehmen können, indem sie die riesige Wolke aus Gas und Sternmaterie beleuchten, die sie umkreist. Ihr Ziel ist ein supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum der Milchstraße, bekannt als Schütze A * (Sgr A *), sowie ein noch massiveres Objekt in der nahe gelegenen Galaxie M87.
Frühere Beobachtungen mit dem Event Horizon Telescope (EHT) ergaben sehr interessante Ergebnisse, aber gesichtslose Flecken blieben an der Stelle, an der sich die schwarzen Löcher auf dem Foto hätten befinden sollen. Zum ersten Mal in diesem Jahr wird EHT von Labors in Chile und der Antarktis unterstützt, und diese zusätzliche Leistung wird dazu beitragen, die Bildauflösung zu verbessern. Astronomen hoffen, dass Schwarze Löcher das um sie herum schwebende Gas in dichten Strukturen sammeln und lange Ströme von Sternmaterie speien. Sie hoffen auch, den Fokus und die Form des Ereignishorizonts abzubilden und zu testen, ob Albert Einsteins allgemeine Relativitätstheorie unter solch extremen Bedingungen funktioniert.
Das EHT kann das Ziel nur einmal im Jahr erfassen, sofern das Wetter gut ist und beide Schwarzen Löcher in Observatorien auf der ganzen Welt deutlich sichtbar sind. In diesem Jahr wird das Team vom 5. bis 14. April 5 Nächte lang den Himmel von einem 10-tägigen Arbeitsfenster aus beobachten. Anschließend wird mit datenintensiven Arbeiten begonnen, die je nach den Ergebnissen der Umfragen ein Jahr oder länger dauern können. EHT-Direktor Shen Dolman vom MIT-Observatorium in Westford scherzt, dass dies "ein Vergnügen ist, das auf Eis gelegt und im Quadrat belohnt wird".
Die Visualisierung von Schwarzen Löchern ist nicht nur deshalb eine Herausforderung, weil ihre intensive Schwerkraft sogar Lichtphotonen einfängt. Das Hauptproblem ist, dass diese Objekte überraschend klein sind: Sgr A * hat eine Masse von vier Millionen Sonnen (!), Aber sein Ereignishorizont hat nur einen Durchmesser von 24 Millionen Kilometern und ist damit nur 17 Mal breiter als die Sonne. Um etwas so Kleines (nach kosmischen Maßstäben) in einer Entfernung von 26.000 Lichtjahren von uns zu sehen, braucht es ein Teleskop von wirklich globaler Macht.
Im optischen Wellenlängenbereich ist das Schwarze Loch durch einen Staub- und Gasschleier vor uns verborgen, der das Herz der Galaxie verdunkelt. Radiowellen passieren es viel leichter, aber selbst sie werden immer noch durch ionisierte Gaswolken behindert. Die besten Teleskope, die für die kürzesten (Millimeter langen) Radiowellen empfindlich sind, wurden erst in den letzten Jahrzehnten entwickelt. Anfang der 2010er Jahre begannen Dolman und andere Mitarbeiter von EHT, die Idee mit solchen Geräten in Hawaii, Kalifornien und Arizona zu testen. Später erweiterten sie das Array um das berühmte Large Millimeter Telescope aus Mexiko. Als Ergebnis wurde ein akzeptables Bild eines Schwarzen Lochs von M87 erhalten, aber die Wissenschaftler konnten immer noch nicht verstehen, wie genau sich Schwarze Löcher verdrehen und Gaswolken erhitzen.
Um jedoch den Ereignishorizont selbst zu sehen, muss die EHT noch leistungsfähiger werden. Im Laufe der Jahre hat es sich von einem schlecht finanzierten Abenteuer zu einem Projekt von internationaler Bedeutung entwickelt, das von 30 großen wissenschaftlichen Institutionen in 12 Ländern unterstützt wird. Im nächsten Monat wird das italienische Atacama-Teleskop mit großem Millimeter- / Submillimeter-Array (ALMA) in Chile daran angeschlossen, wodurch die EHT-Empfindlichkeit um mehrere Größenordnungen erhöht wird.
Weitere Informationen zu Strategie und Plänen von Astronomen finden Sie in einem Übersichtsartikel im Science Journal-Portal.
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