Max-Planck-Institut für Radioastronomie Bonn Jahrhundertentdeckung M87* - Ring um Schwarzes Riesen-Loch wackelt

Das riesige Schwarze Loch M87*, dessen Bild 2019 eine der großen astronomischen Sensationen war, hält immer neue Überraschungen parat. Nun haben Forscher unter Bonner Federführung herausgefunden, dass sein Ring offenbar hin- und herwackelt.

Das Schwarze Loch M 87* im geometrischen Modell und aufgenommen von EHT-Teleskopen in den Jahren 2009 bis 2017. Der Durchmesser der Ringe ist gleich, nur die hellen Stellen variieren.
Bildrechte: M. Wielgus, D. Pesce & the EHT Collaboration

Vor gut einem Jahr veröffentlichten Astronomen das sensationelle erste Foto eines schwarzen Lochs. Nun hat ein internationales Forscherteam, das vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie Bonn (MPIfR) geleitet wurde, aus den Untersuchungen der Jahre 2009 bis 2017 weitere spannende Informationen über M87* gesammelt. Die wichtigste: Der Ring um dieses Schwarze Loch scheint zu wackeln.

Archivmaterial ergänzte Daten vom April 2017

"Die Ergebnisse vom April 2019 zeigten das Bild eines Schattens eines Schwarzen Lochs, der aus einem aus heißem Plasma geformten hellen Ring besteht", erklärt Maciek Wielgus, der die aktuelle, im Fachmagazin "The Astrophysical Journal" erschienene Studie leitete. Dazu komme ein dunkler Teil im Zentrum, wo eigentlich der Ereignishorizont erwartet wurde - also der Grenzbereich, ab dem weder Energie noch Materie noch Licht der Anziehungskraft des Schwarzen Loches entfliehen können.

Die EHT-Teleskope, die an der Beobachtung von M87* beteiligt waren.
Die EHT-Teleskope, die an der Beobachtung von M87* beteiligt waren. Bildrechte: M. Wielgus, D. Pesce & the EHT Collaboration

Diese Ergebnisse - vom Event Horizon Telescope (EHT), einem globalen Zusammenschluss von Teleskopen - basierten aber nur auf den Beobachtungen während eines einwöchigen Zeitfensters im April 2017. Viel zu kurz, um Veränderungen des Rings beobachten zu können. Daher wurde zusätzlich älteres Archivmaterial gesichtet.

Bessere Einblicke in die Aufnahme von Masse bei Schwarzen Löchern

Das Problem dabei: Die Messungen, die in den Jahren 2009 bis 2013 erhoben wurden, basieren auf viel weniger Daten als spätere Erhebungen. Geometrische Annahmen, die sich auf statistischen Modelle stützen, mussten her. Die Hypothesen wurden von den aktuellen EHT-Daten letztlich bestätigt: Der Durchmesser des Loch-Schattens blieb über die Zeit konstant gemäß Einsteins Relativitäts-Theorie zu einem Schwarzen Loch mit 6,5 Milliarden Sonnen-Massen.

Eine große Überraschung tat sich den Forschern dann aber doch auf: Die Richtung und Struktur des Rings veränderte sich mit der Zeit. Dies gibt auch einen Einblick in die sogenannte Akkretionsscheibe, die das Schwarze Loch umgibt - eine Scheibe, die um das Loch rotiert und ihr permanent Masse zuführt. Somit könne man letztlich auch besser verstehen, wie Schwarze Löcher Masse aufnehmen und Gasströme abgeben, erklärt Thomas Krichbaum vom MPIfR.

Die Beobachtung der variablen Struktur von M87* mit dem EHT ist eine Herausforderung, die uns in den kommenden Jahren beschäftigen wird. Wir arbeiten gerade an der Analyse der 2018er-Daten und bereiten weitere Observationen für 2021 vor, bei denen wir neue Teleskope nutzen werden wie NOEMA in Frankreich, das Greenland-Telescope sowie Kitt Peak in Arizona.

Anton Zensus, Direktor MPIfR

cdi

0 Kommentare