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Astronomie: Wie vermisst man ein Schwarzes Loch?

Schwarze Löcher verzerren die Raumzeit. Mit einem gigantischen Teleskopnetzwerk wollen Astronomen sie jetzt dabei beobachten – und prüfen, ob die Regeln der allgemeinen Relativitätstheorie auch in nächster Näher der Singularität noch gelten.
Aufheizen hineinstürzender Materie in Schwarzes LochLaden...

Ein ganzes Jahrhundert lang haben Experimentalphysiker Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie vergeblich auf den Zahn gefühlt. Jeder dieser Tests spielte sich in relativ schwachen Gravitationsfeldern ab. Es ist an der Zeit, die Raumzeit dort zu untersuchen, wo sie viel härteren Bedingungen unterworfen ist – und das passiert nirgends im All auf extremere Weise als am Rand Schwarzer Löcher. Hier ist die Schwerkraft so stark, dass nicht einmal mehr Licht wieder entkommen kann, wenn es den so genannten Ereignishorizont überquert.

Das Zentrum von Schwarzen Löchern entzieht sich unserer Beobachtung, doch bereits in ihrem Umfeld ziehen die massereichen Giganten so stark an der umgebenden Materie, dass diese große Mengen elektromagnetischer Strahlung produziert. Die Schwerkraft drückt alles, was sich auf den Ereignishorizont zubewegt, extrem stark zusammen, wodurch Temperaturen im Bereich von Milliarden Grad Celsius erreicht werden. Im krassen Gegensatz zu den an sich unsichtbaren Schwarzen Löchern gehören deren Umgebungen daher oft zu den hellsten Regionen im Kosmos.

Wenn wir ein Schwarzes Loch mit Teleskopen betrachten könnten, deren Auflösung gut genug ist, um den Ereignishorizont abzubilden, dann könnten wir Materie auf ihrem Weg hinein verfolgen – und herausfinden, ob sie sich auf ihrer Reise ohne Wiederkehr so verhält, wie sie es auf Grund der allgemeinen Relativitätstheorie sollte. Dabei gibt es einen Haken. Ein Schwarzes Loch ist von der Erde aus gesehen winzig. Das gilt selbst für die supermassereichen Exemplare, die Astronomen heutzutage im Mittelpunkt der meisten Galaxien vermuten. Sie vereinen Millionen oder sogar Milliarden Sonnenmassen in sich und sind manchmal größer als unser ganzes Sonnensystem.  ...

Februar 2016

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Februar 2016

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  • Quellen

Chan, C.-K. et al.: The Power of Imaging: Constraining the Plasma Properties of GRMHD Simulations using EHT Observations of Sgr A*. In: Astrophysical Journal 799, 1, 2015

Doeleman, S. S. et al.: Detecting Flaring Structures in Sagittarius A* with High-Frequency VLBI. In: Astrophysical Journal 695, S. 59 – 74, 2009

Doeleman, S. S. et al.: Jet-Launching Structure Resolved Near the Supermassive Black Hole in M87. In: Science 338, S. 355 – 358, 2012

Johannsen, T., Psaltis, D.: Testing the No-Hair Theorem with Observations in the Electromagnetic Spectrum. II. Black Hole Images. In: Astrophysical Journal 718, S. 446 – 454, 2010