Zweites Bild des schwarzen Lochs in M87 bestätigt alle theoretischen Voraussagen

Das Event Horizon Telescope – ein weltweiter Verbund von Radioteleskopen – hat neue Bilder vom Schwarzen Loch im Zentrum der Galaxie M87 geliefert. Sie beruhen auf Daten von Beobachtungen im April 2018. Die neuen Bilder zeigen wie auf dem ersten Bild von 2017 einen Ring, der den „Schatten“ des schwarzen Lochs umgibt. Damit wurden die Vorhersagen der allgemeinen Relativitätstheorie bestätigt. Das Helligkeitsmaximum dieses Rings hat sich allerdings verschoben: Im Vergleich zum Bild von 2017 um etwa dreißig Grad. Auch das war theoretisch vorhergesagt worden, da der Ring aus Material besteht, das um das Schwarze Loch herumwirbelt.

„Alle Vorhersagen zum Aussehen des Schwarzen Lochs in M87, die wir auf Grundlage von Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie gemacht haben, werden durch das zweite Bild bestätigt“, sagt Luciano Rezzolla von der Uni Frankfurt, Vorstandsmitglied der EHT-Kollaboration. „Auch das Helligkeitsmaximum des Rings ist an der richtigen Stelle, weil wir in einem bestimmten Winkel auf die Strahlung des wirbelnden Materials blicken, das in der Akkretionsscheibe um das schwarze Loch kreist.“ Für die Öffentlichkeit würde dieses zweite Bild vielleicht nicht besonders spektakulär erscheinen, so der theoretische Physiker, dessen Team wesentliche Beiträge zur theoretischen Modellierung der durch die Teleskope aufgenommenen Daten geleistet hat. „Für die Wissenschaft allerdings ist es ein äußerst wichtiges Ergebnis. Denn während eine große Entdeckung in der Wissenschaft Begeisterung hervorruft, liefert die Bestätigung von Forschungsergebnissen das Vertrauen in die Wissenschaft. Das neue Bild beweist also, dass die Analyse, die dem ersten Bild eines schwarzen Lochs zugrunde lag, tatsächlich korrekt und genau war.“

Das schwarze Loch bildet das Zentrum der 55 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernten, elliptischen Riesengalaxie M87. Das erste Bild, das 2019 veröffentlicht wurde, zeigt einen hellen kreisförmigen Ring, der im unteren Teil des Rings heller ist. Die Struktur des Rings in polarisiertem Licht in einer weiteren Analyse der Daten gab einen Einblick in die Geometrie des Magnetfelds und die Beschaffenheit des Plasmas um das schwarze Loch.

Die Analyse der Daten von 2018 umfasst acht unabhängige Abbildungs- und Modellierungsverfahren, darunter Methoden, die bereits bei der Analyse im Jahr 2017 verwendet wurden, sowie neue Verfahren, die aus den Erfahrungen der Zusammenarbeit bei der Analyse des schwarzen Lochs im Zentrum unserer Milchstraße entwickelt wurden.

Neben 2017 und 2018 hat die EHT-Kollaboration auch in den Jahren 2021 und 2022 erfolgreiche Beobachtungen durchgeführt und wird voraussichtlich in der ersten Hälfte des Jahres 2024 eine weitere Messkampagne starten. Dabei entwickelt sich das EHT-Netz jedes Jahr weiter, durch neue Teleskope, bessere Hardware oder zusätzliche Beobachtungsfrequenzen.

U. Frankfurt / RK