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Welt wartet auf erstes Bild Was man zu Schwarzen Löchern wissen sollte

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Computergrafik eines massereichen Schwarzen Lochs, umgeben von einer Scheibe aus leuchtendem Gas.

(Foto: ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser)

Es ist ein Meilenstein der Forschung: Erstmals präsentieren Astronomen der Welt ein Bild von einem Schwarzem Loch. Doch worum handelt es sich bei diesen seltsamen Objekten überhaupt? Hier die wichtigsten Fragen und Antworten.

Forscher des Projekts Event Horizon Telescope (EHT) werden der Welt voraussichtlich am heutigen Mittwoch das erste Bild eines Schwarzen Lochs präsentieren. Die gewonnenen Erkenntnisse könnten unser Verständnis vom Universum revolutionieren. Hier eine Übersicht über die wichtigsten Fragen und Antworten:

Was ist ein Schwarzes Loch?

Schwarze Löcher entstehen aus sehr massereichen Sternen. Diese explodieren am Ende ihrer Entwicklung als Supernova - der übrig bleibende Kern kollabiert schließlich zu einem unendlich kleinen, undendlich dichten Punkt. Man spricht dann von einer Singularität. Um diese herum entsteht ein Bereich, aus dem weder Materie noch Licht entkommen, der sogenannte Ereignishorizont.

Wie groß sind Schwarze Löcher?

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Das Zentrum unserer Milchstraße mit dem supermassereichen Schwarzen Loch Sagittarius A* (SgrA*), aufgenommen im Röntgenbereich.

(Foto: NASA/CXC/Caltech/M.Muno et al.)

Eine messbare Ausdehnung hat nur der Ereignishorizont der Schwarzen Löcher. Darüber hinaus unterscheiden sich Schwarze Löcher vor allem durch ihre Masse. Die kleinsten werden primordiale Schwarze Löcher genannt - ihre Ausdehnung ist nicht größer als ein Atom, ihre Masse entspricht trotzdem der eines Berges. Zu den mittelgroßen Schwarzen Löchern zählen die Reste von Sternen, die oft zigmal so schwer sind wie unsere Sonne, mit einer Ausdehnung von allerdings nur wenigen bis Dutzenden Kilometern. Anders ist es bei supermassereichen Schwarzen Löchern in Zentren von Galaxien - sie können mehrere Milliarden Sonnenmassen schwer sein und sich über viele Milliarden Kilometer ausdehnen.

Woher weiß man von Schwarzen Löchern?

Bereits im 18. Jahrhundert kamen schlaue Köpfe auf die Idee, dass es Objekte im Universum geben müsste, deren Schwerkraft so groß ist, dass Licht dieser nicht mehr entkommt. Die allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein aus dem Jahr 1915 belebte das Thema neu. Die dunklen, massereichen Gebilde ließen sich nun berechnen. 2015 schließlich wurden mit der Entdeckung von Gravitationswellen, die aus der Kollision zweier Schwarzer Löcher stammten, die letzten Zweifel an ihrer Existenz beseitigt.

Was macht das Schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße so besonders?

In der Mitte unserer Galaxie, der Milchstraße, befindet sich ein supermassereiches Schwarzes Loch von gewaltigen Ausmaßen: Es ist mehr als vier Millionen Mal so schwer wie unsere Sonne. Dadurch ist sein Ereignishorizont mit einem Durchmesser von mehr als 20 Millionen Kilometern von der Erde aus im Prinzip erkennbar - obwohl er 26.000 Lichtjahre entfernt ist. Allerdings dürfte dieser "Schatten" des Schwarzen Lochs nur indirekt zu sehen sein.

Wenn ein Schwarzes Loch kein Licht aussendet, wie kann man es dann sehen?

Das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße zieht mit seiner großen Schwerkraft Gase in seiner Umgebung an. Diese beschleunigen sich dabei und geben große Mengen an Energie ab. Dabei erscheinen sie wie ein leuchtender Ring um das Schwarze Loch, der jedoch durch die Beugung des Lichts durch die starke Gravitation des Schwarzen Lochs entsteht. Was zu sehen ist, ist also nur der "Schatten" des Schwarzen Lochs.

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Wie sieht das Bild von einem Schwarzen Loch aus?

Der Ereignishorizont des Schwarzen Lochs in der Mitte unserer Milchstraße könnte rund sein oder oval - möglicherweise hat er aber auch eine ganz andere Form. Das könnte dann der Fall sein, wenn das Schwarze Loch rotiert oder einen Energiestrahl ausstößt - oder wenn Einstein mit seinen Berechnungen danebenlag.

Wann wird das erste Bild zu sehen sein?

Die Forscher des EHT haben für den 10. April eine globale Pressekonferenz angekündigt, auf der sie die Ergebnisse ihrer Beobachtungen präsentieren wollen. Sie beginnt um 15 Uhr mitteleuropäischer Sommerzeit. Die Pressekonferenz wird an sechs Standorten auf der Welt gleichzeitig durchgeführt. Einen Livestream zu dem Event in Brüssel finden Sie hier.

Wie funktioniert das virtuelle Riesenteleskop?

Weil das Schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße sehr weit entfernt ist, benötigt man ein gigantisches Teleskop, um es sichtbar zu machen. Eines, das die Größe unserer Erde haben muss. Dafür greifen die Astronomen zu einem Trick: Sie nehmen das Schwarze Loch mit acht Teleskopen vom Südpol bis Spanien, von Hawaii bis Chile ins Visier. Die Daten werden jeweils vor Ort auf Festplatten gespeichert,welche per Flugzeug zu zwei Zentralen geschickt werden, wo Supercomputer sie zu einem einzigen Bild kombinieren. Die Auflösung des Teleskops ist so groß, dass man mit ihr einen Tennisball auf der Mondoberfläche erkennen könnte.

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Künstlerische Darstellung eines supermassereichen Schwarzen Lochs im Zentrum einer Galaxie, von dem ein energetischer Jet ins All schießt.

(Foto: ESO/L. Calçada)

Welches ist das andere Zielobjekt der Wissenschaftler?

Neben dem riesigen Schwarzen Loch in der Mitte der Milchstraße haben die Forscher des EHT ein weiteres Ungetüm ins Visier genommen: das Schwarze Loch im Zentrum der gigantischen Galaxie mit der Bezeichnung Messier 87 im Sternbild Jungfrau. Es ist so schwer wie fast sieben Milliarden Sonnen und speit einen energetischen Jet Tausende Lichtjahre weit ins All. Das Objekt ist rund 54 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt.

Welche Erkenntnisse erhoffen sich die Forscher?

Mit dem ersten Bild eines Schwarzen Lochs könnte überprüft werden, ob die Vorhersagen von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie tatsächlich stimmen. Zudem hoffen die Forscher, eine Erklärung für die energetischen Jets von supermassereichen Schwarzen Löchern zu finden. Die Ergebnisse könnten daher unser Verständnis von Schwarzen Löchern, Gravitation und vielleicht sogar des ganzen Universums verändern.

Quelle: n-tv.de

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