Remix aus Bild mit freundlicher Genehmigung von CC-BY-SA ESO (via Wikimedia Commons)

Schwarzes Loch Fotografie

Oder wie man ein Teleskop so groß wie die Welt macht

Das ist es. Das erste Bild, das jemals von einem Schwarzen Loch gemacht wurde.

Und vielleicht sieht es auf den ersten Blick nicht spektakulär aus, aber denken Sie daran: Dieses Schwarze Loch ist nicht nur ungefähr 55 Millionen Lichtjahre von uns entfernt, sondern Schwarze Löcher sind von Natur aus unsichtbar! (Dies liegt daran, dass ihre Anziehungskraft so stark ist, dass ihnen nicht einmal Licht entweichen kann.)

Aus diesem Grund dachten Astronomen viele Jahre lang, dass ein Bild eines Schwarzen Lochs unmöglich zu bekommen wäre.

Sie lagen falsch.

Theoretisch können wir kein Bild von einem Schwarzen Loch machen, weil es einfach nicht möglich ist, ein Bild von etwas zu machen, das kein Licht aussendet oder reflektiert.

Schauen Sie sich das aber genauer an. Was Sie auf dem Bild sehen, ist nicht das Schwarze Loch selbst, sondern eine Scheibe darum herum. Du siehst schwarzen Raum, einen Feuerring und dann mehr Schwarz im Inneren.

Das ist das Schwarze Loch.

In diesem Bild ist das Schwarze Loch nicht sichtbar - und sollte es auch nicht sein, wenn unsere physikalischen Gesetze korrekt sind.

Der Ring selbst existiert aufgrund eines Phänomens, bei dem ein Stern dem Schwarzen Loch zu nahe kommt und in dieses hineingesaugt wird.

Aufgrund der enormen Schwerkraft, die das Schwarze Loch ausübt, wird der Stern hineingezogen, bis nur noch der Ring übrig bleibt. Der Ring wird als Akkretionsscheibe bezeichnet und ist der offensichtlichste Teil des aufgenommenen Bildes.

Aber es wird nicht ewig dauern: Das Schwarze Loch übt weiterhin eine Zugkraft aus, und nach einer gewissen Zeit wird auch dieser Ring aufgefressen.

Die Geschichte beginnt mit einem kleinen Team von Innovatoren und endet mit einem Teleskop, das nichts ist, was die Welt jemals gesehen hat.

Obwohl es in letzter Zeit große Fortschritte in der Teleskoptechnologie gegeben hat, gibt es kein einziges Teleskop auf der Erde, das ein Bild von einem Schwarzen Loch aufnehmen kann. Sie sind einfach zu klein dafür!

Theoretisch müsste man ein Teleskop von der Größe des Planeten Erde haben, um eine solche Auflösung zu erzielen, und das ist natürlich nicht möglich. Um dieses Problem zu lösen, stießen sie auf eine wirklich innovative Idee: Wenn ein Teleskop diese Aufgabe nicht erfüllen könnte, würden es vielleicht viele tun.

Wie sich herausstellte, hatten sie recht.

Das Team simulierte mithilfe eines globalen Netzwerks von Gerichten ein Teleskop dieser Größe. Zwölf Radioteleskope, die an verschiedenen Orten auf der Welt stationiert waren, wurden mit leistungsstarken Atomuhren synchronisiert. Jedes Teleskop sammelte und registrierte Radiowellen aus der Nähe des Schwarzen Lochs. Diese Daten wurden dann unter Verwendung von Supercomputern kombiniert, um das Bild des Schwarzen Lochs zu erzeugen.

Dieses Programm umfasste die Unterstützung vieler Länder und wurde als Event Horizon Telescope oder EHT bezeichnet.

Dieses Schwarze Loch ist eigentlich ein sogenanntes supermassives Schwarzes Loch, das im Zentrum der Messier 87-Galaxie lebt. Es ist ungefähr 7 Milliarden Mal so massiv wie unsere Sonne. Das ist sogar im Vergleich zu anderen supermassiven Schwarzen Löchern gewaltig.

Der wichtigste Teil dieses Fotos ist, wo es kein Licht gibt, dieser dunkle Kreis in der Mitte, der einen Durchmesser von ungefähr 25 Milliarden Meilen hat. Das ist das eigentliche Schwarze Loch.

Und an seinem Rand befindet sich der als Ereignishorizont bekannte Ort, der Punkt ohne Wiederkehr. Sobald Sie den Ereignishorizont überquert haben, ist die Schwerkraft des Schwarzen Lochs so stark, dass Sie nicht mehr entkommen können. Nicht du, nicht das schnellste Raumschiff, nicht einmal das schnellste Ding im Universum: das Licht.

Viele, viele Dinge mussten stimmen, um dieses Bild festzuhalten, genug, dass es als Wunder betrachtet werden könnte. Das Licht wanderte ungefähr 55 Millionen Lichtjahre, ohne von Gas oder Partikeln absorbiert zu werden. Nur ein kleiner Teil der Funkwellen, die auf die Außenatmosphäre treffen, gelangt tatsächlich an die Oberfläche, da die meisten von ihnen absorbiert oder reflektiert werden. Damit diese Wellen von der EHT empfangen werden konnten, musste das Wetter an jedem der 12 Teleskope, einschließlich des in der Antarktis, gut und klar sein.

Dies ist das erste Bild eines Schwarzen Lochs, aber sicherlich nicht das letzte.

Nach diesem ersten Erfolg hat das Team von EHT-Wissenschaftlern begonnen, andere Schwarze Löcher zu untersuchen, in der Hoffnung, unser Verständnis für die Schwarzen Löcher zu fördern.

Das Team hat nun die Riesenkamera auf ein weiteres Schwarzes Loch namens Sagittarius A * gerichtet. Dieses Schwarze Loch befindet sich im Zentrum unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße. Wir glauben, dass die Bilder bald veröffentlicht werden.

Mit diesen Bildern von Schwarzen Löchern können wir mehr über ihre Eigenschaften verstehen und derzeit unbeantwortete Fragen beantworten wie:

Warum sind sie im Zentrum von Galaxien präsent?
Warum erbrechen sie massive Ströme subatomarer Partikel in den Weltraum?
Wie genau beeinflussen sie das Raum-Zeit-Gefüge um sie herum?

Und welche Auswirkung könnten sie eines Tages auf uns haben?

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