Sie sehen das brandneue Nahaufnahmebild eines Schwarzen Lochs. Dieses Bild des Schwarzen Lochs M87 im Zentrum der Jungfrau-A-Galaxie ist das Ergebnis einer internationalen, zweijährigen Anstrengung, die Singularität zu vergrößern. Es zeigt zum ersten Mal die Konturen des Ereignishorizonts eines Schwarzen Lochs, den Punkt, über den kein Licht oder keine Materie entweicht.
M87 ist 53 Millionen Lichtjahre entfernt, tief im Zentrum einer fernen Galaxie, umgeben von Staub-, Gas- und anderen Materiewolken, sodass kein Teleskop mit sichtbarem Licht das Schwarze Loch durch all diese Trümmer sehen konnte. Es ist nicht das nächste Schwarze Loch oder sogar das nächste supermassereiche Schwarze Loch. Aber es ist so groß (so breit wie unser gesamtes Sonnensystem und 6,5 Milliarden Mal so groß wie die Sonnenmasse), dass es eines der beiden größten am Himmel der Erde ist. (Der andere ist Schütze A * im Zentrum der Milchstraße.) Um dieses Bild zu erstellen, haben Astronomen Radioteleskope auf der ganzen Welt vernetzt, um M87 auf eine beispiellose Auflösung zu vergrößern. Sie nannten das kombinierte Netzwerk das Event Horizon Telescope.
Dieser Name ist angemessen, da dieses Bild nicht das Schwarze Loch selbst ist. Schwarze Löcher senden keine Strahlung aus oder sind zumindest nicht annähernd genug, um mit vorhandenen Teleskopen erkannt zu werden. Doch an ihren Rändern beschleunigen schwarze Löcher die Materie auf extreme Geschwindigkeiten, kurz bevor die Schwerkraft der Singularität zu intensiv wird, als dass selbst Licht entweichen könnte. Diese Angelegenheit reibt sich kurz vor dem Fallen am Horizont mit hoher Geschwindigkeit an sich selbst, erzeugt Energie und leuchtet. Die vom Event Horizon Telescope erkannten Funkwellen waren Teil dieses Prozesses.
"Dieses Bild bildet jetzt eine klare Verbindung zwischen supermassiven Schwarzen Löchern und hellen Galaxien", sagte Sheperd Doeleman, ein Harvard-Astrophysiker und Direktor des Event Horizon Telescope auf einer Pressekonferenz der National Science Foundation.
Es bestätigt, dass große Galaxien wie Jungfrau A (und die Milchstraße) von supermassiven Schwarzen Löchern zusammengehalten werden, sagte Doeleman.
Astronomen wussten, dass Schwarze Löcher von glühender Materie umgeben waren. Dieses Bild beantwortet jedoch immer noch eine Schlüsselfrage zu Schwarzen Löchern und zur Struktur unseres Universums. Wir wissen jetzt mit Sicherheit, dass Einsteins Relativitätstheorie sogar am Rand eines Schwarzen Lochs Bestand hat, wo einige Forscher vermuteten, dass es zusammenbrechen würde. Die Form des sichtbaren Ereignishorizonts im Bild ist ein Kreis, wie durch die Relativitätstheorie vorhergesagt, und bestätigt, dass die Relativitätstheorie auch in einer der extremsten Umgebungen des Universums noch immer Einfluss hat.
"Sie hätten einen Blob sehen können, und wir haben Blobs gesehen. Wir hätten etwas Unerwartetes sehen können, aber wir haben nichts Unerwartetes gesehen", sagte Doeleman.
Was das Projekt stattdessen enthüllte, war ungefähr so rein und "wahr" wie Einteins Theorie, sagte er.
Das sind gute und schlechte Nachrichten für die Physik. Das sind gute Nachrichten, denn das bedeutet, dass Forscher ihre Lehrbücher nicht neu schreiben müssen. Eine Schlüsselfrage bleibt jedoch ungelöst: Die allgemeine Relativitätstheorie (die sehr große Dinge wie Sterne und Schwerkraft regelt) arbeitet bis zum Rand eines Schwarzen Lochs. Die Quantenmechanik (die sehr kleine Dinge beschreibt) ist in mehreren wesentlichen Punkten nicht mit der allgemeinen Relativitätstheorie vereinbar. Aber nichts in diesem Bild beantwortet noch irgendwelche Fragen darüber, wie sich die beiden kreuzen. Wenn die allgemeine Relativitätstheorie an diesem extremen Ort zusammengebrochen wäre, hätten Wissenschaftler möglicherweise einige einheitliche Antworten gefunden.
Es werden wahrscheinlich weiterhin Daten aus dem Teleskopnetzwerk eingehen, das auch das viel nähere (aber kleinere) supermassereiche Schwarze Loch in der Mitte der Milchstraße beobachtet.
Sera Markoff, eine Astrophysikerin von der Universität Amsterdam, sagte, dass die Zusammenarbeit noch keine genauen Details darüber liefert, wie Schwarze Löcher ihre Riesenjets produzieren. Sie sagte jedoch, dass weitere Beobachtungen des Schwarzen Lochs M87, das dramatische Jets erzeugt, helfen sollten, diese Fragen zu beantworten. Das Event Horizons Telescope-Projekt wird im Laufe der Zeit weiterhin Teleskope hinzufügen und die Auflösung im Laufe der Zeit verbessern, sodass mehr Fragen beantwortet werden können, sagte sie. Insbesondere, sagte sie, hoffe sie, dass die Abbildung von Schwarzen Löchern letztendlich Quantenphysik und Schwerkraft verbinden könnte.
Diese Verbindung, sagte Avery Broderick, Physiker an der Universität von Waterloo und Mitarbeiter des Projekts, könnte es Physikern schließlich ermöglichen, Einstein zu "verdrängen".
Aber jetzt genießen Sie einfach diesen ersten Blick auf den Rand einer völlig unerkennbaren Region des Weltraums.
