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StartseiteForschung aktuellBlick auf das galaktische Zentrum06.04.2017

Schwarzes Loch Blick auf das galaktische Zentrum

Im Zentrum unserer Milchstraße befindet sich ein Schwarzes Loch, das rund vier Millionen mal so viel Masse aufweist wie unsere Sonne. Mit seiner Anziehungskraft bestimmt es den Lauf der Sterne in der Mitte der Galaxis. Jetzt versucht ein internationales Astronomenteam, erstmals ein Bild dieses Schwarzen Lochs zu machen.

Von Dirk Lorenzen

Die Milchstraße, aufgenommen vom Ort Gemersky Jablonec in der Slowakei an der Grenze zu Ungarn aus am 29.06.2016.  (dpa / picture alliance / Peter Komka)
Die Astronomen wollen das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße fotografisch festhalten. (dpa / picture alliance / Peter Komka)
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Ein Schwarzes Loch leuchtet nicht. Daher klingt es reichlich paradox, ausgerechnet so ein Objekt fotografieren zu wollen. Doch die kompakten Objekte erscheinen keineswegs als schwarze Kugeln vor schwarzem Hintergrund, erklärt Heino Falcke, Astronom an der Universität Nijmegen:

"Zum Glück sind Schwarze Löcher nicht nur Löcher, sondern sie haben auch eine gigantische Anziehungskraft. Materie fällt in das Schwarze Loch hinein, wird dabei sehr heiß und fängt an zu strahlen. Diese Strahlung kann man sehen, kurz bevor sie verschwindet hinter dem Ereignishorizont, wo dann alles weg ist. Diesen Rand wollen wir zum ersten Mal entdecken."  

Beim ersten Schnappschuss geht es vor allem um das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße, 26.000 Lichtjahre entfernt. Es hat zwar vier Millionen mal so viel Masse wie die Sonne, erscheint am Himmel aber nur so groß wie ein Senfkorn in New York, das man von Mitteleuropa aus beobachtet. Heino Falcke ist für die Beobachtungen auf den Pico Veleta in Spanien gereist. Dort steht ein 30-Meter-Radioteleskop – doch dieses Instrument allein wird das Schwarze Loch nicht erkennen.

"Man braucht ein viel größeres Teleskop. Das erreichen wir dadurch, dass wir Teleskope auf der ganzen Welt zusammenschalten. Dann haben wir ein virtuelles Teleskop, das so groß ist wie die ganze Erde. Wir beobachten bei den höchsten Radiofrequenzen, was einem auch die größte Auflösung gibt, so dass man da so gerade hinkommt, dass man dieses Senfkörnchen in New York auflösen könnte."

Sieben Teleskope sind auf das Schwarze Loch gerichtet

Die Teleskope in Spanien, Frankreich, Arizona, Hawaii, Mexiko, Chile und am Südpol sind gleichzeitig auf das Schwarze Loch gerichtet – Experten sprechen von Interferometrie. Die Daten werden erst später auf Großrechnern kombiniert – ein Bild entsteht erst im Computer. Der optische Eindruck dürfte dem einer totalen Sonnenfinsternis ähneln: Ein runder dunkler Fleck, umgeben von einem feurigen Rand. Doch bei diesem Projekt geht es nicht einfach um ein spektakuläres Bild, betont Heino Falcke:

"Das Verrückte ist ja, dass wir zwei wunderbare Theorien haben, die alle sogar auch in unsere Handys eingebaut sind. Die Allgemeine Relativitätstheorie benutzen wir tatsächlich, um zu navigieren. GPS würde nicht funktionieren ohne die Allgemeine Relativitätstheorie. Und die Quantentheorie – die brauchen wir auch, damit so ein Chip und die ganze Digitalelektronik auf kleinstem Niveau funktioniert. Wir wissen aber, dass am Rand von Schwarzen Löchern beide Theorien inkompatibel sind miteinander."

Ein halbes Jahr sollen alle Daten zusammengetragen sein

Die Physiker träumen schon lange von einer Quantengravitation, einer Kombination dieser beiden Theorien – doch einen vielversprechenden Ansatz gibt es bisher nicht. Vielleicht geben nun die Beobachtungen der Astronomen den Theoretikern wichtige Hinweise.

"Jetzt kann es natürlich sein, dass die Effekte der Quantengravitation viel zu klein sind, dass wir die sehen können. Aber das wissen wir nicht. Wir müssen einfach mal hinschauen: Wie groß ist das Schwarze Loch? Wie groß ist dieser Schatten? Ist er genauso groß wie Einstein vorhergesagt hat oder ist er vielleicht ein wenig kleiner, ist er zehn Prozent keiner, ist er einen Faktor 2 kleiner, ist er größer?"

Noch gut eine Woche lange beobachten die Astronomen nicht nur das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße – sie richten ihre Instrumente auch auf fünf andere Galaxien mit Schwarzen Löcher, etwa die Riesengalaxie M87 im Sternbild Jungfrau. Danach fängt die eigentliche Arbeit erst an.

"Dann wird man wahrscheinlich ein halbes Jahr brauchen, bis man die Daten alle zusammengetragen hat. Ein Teleskop ist am Südpol, da kommen die Daten sowieso erst im Oktober oder November zu uns, weil da im Moment keine Linienflüge hingehen. Dann müssen die Daten analysiert werden, das kann auch noch einmal ein halbes Jahr dauern, das kann auch länger dauern, je nachdem wie gut man die Teleskope im Griff hat und wie schnell man sich einig werden kann in einer Kollaboration mit inzwischen mehr als 100 Leuten."

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