Schwarzes Loch in M87 funkelt – Spektrum.de

Schwarzes Loch in M87 funkelt – Spektrum.de

Es war eine Sensation, als im April 2019 Astronomen mit dem Event Horizon Telescope (EHT) das erste Bild eines Schwarzen Lochs veröffentlichten. Aufgenommen wurde eines der massereichsten Schwarzen Löcher überhaupt, das mit 6,5 Milliarden Sonnenmassen im Zentrum der Galaxie Messier 87 (M87) inmitten des Virgogalaxienhaufens im Sternbild Jungfrau (lateinisch: virgo) sitzt. Das Radiobild des EHT-Teams war jedoch eine Momentaufnahme des Schwarzen Loches in M87. Nun wurden von den EHT-Astronomen Radiodaten von 2009 bis 2013 ausgewertet, die das Schwarze Loch in Aktion zeigen: Der Materiering um das Loch funkelt! Dies veröffentlichte das EHT-Team in der aktuellen Ausgabe des »Astrophysical Journal«.

Dass Schwarze Löcher einen absolut schwarzen Fleck in ihrer Umgebung erzeugen, war schon sehr lange bekannt. Der Grund: Schwarze Löcher sind so kompakt, dass ab einem bestimmten Abstand – dem Ereignishorizont (englisch: event horizon) – nicht einmal Licht, andere elektromagnetische Strahlung oder Gravitationswellen entkommen können. Der Zug der Gravitation des Lochs ist an dieser kritischen Grenze so stark, dass sämtliche Wellenformen unendlich rotverschoben werden. Nichts kann am Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs entfliehen. Schwarze Löcher sind extrem kompakt, vereinigen also sehr viel Masse auf sehr wenig Raum. Um unsere Sonne in ein Schwarzes Loch zu verwandeln, müsste man die Gaskugel mit 1,4 Millionen Kilometer Durchmesser auf nur sechs Kilometer Größe zusammenquetschen!

Astronomen entdeckten bei den Kandidaten für Schwarze Löcher im Wesentlichen zwei Massenbereiche: Stellare (sternartige) Schwarze Löcher haben etwa 3 bis 100 Sonnenmassen und entstehen in der Regel aus dem Kollaps massereicher Sterne. Extrem massereiche (englisch: supermassive) Schwarze Löcher verbergen sich in den Zentren von Galaxien und bringen Millionen bis Milliarden Sonnenmassen auf die Waage. Im Mittelpunkt unserer Galaxis sitzt ein solches Schwarzes Loch namens Sagittarius A* mit rund vier Millionen Sonnenmassen. In den Zentren von Kugelsternhaufen und in ultrahellen Röntgenquellen werden mittelschwere Schwarze Löcher vermutet. Im jüngsten Gravitationswellenereignis GW190521, das mit den Detektoren LIGO und Virgo gemessen wurde, gelang der Nachweis eines Schwarzen Lochs der Mittelklasse mit 142 Sonnenmassen.

Das Schwierige am Fotografieren von Schwarzen Löchern ist, dass sie auf Grund ihrer Kompaktheit und großen Entfernung am Himmel extrem klein erscheinen. Stellare Schwarze Löcher sind jenseits der Auflösungsgrenze von Teleskopen. Der Ereignishorizont wächst linear mit der Lochmasse. Daher sind nur die extrem massereichen Schwarze Löcher geeignete Ziele für den astronomischen Paparazzo, weil ihr schwarzer Fleck am Himmel Winkeldurchmesser von ungefähr zehn millionstel Bogensekunden erreicht. So groß erscheint eine Zwei-Euro-Münze auf dem Mond – von der Erde aus betrachtet.