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Erstes Bild von Schwarzem Loch mit Magnetfeldern | BR24

© Event Horizon Telescope Collaboration
Bildrechte: Event Horizon Telescope Collaboration

Die Magnetfelder um das Schwarze Loch verraten, wie es in dessen Umgebung aussieht.

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    Erstes Bild von Schwarzem Loch mit Magnetfeldern

    Das erste Bild von einem Schwarzen Loch war 2019 eine wissenschaftliche Sensation. Ein neues Bild zeigt nun Magnetfelder, die es umgeben, und verrät etwas darüber, wie das Schwerkraftmonster Materie einsaugt, aber auch von sich schleudert.

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    Von
    • Jan-Claudius Hanika

    Am 10. April 2019 veröffentlichten Wissenschaftler das erste Bild eines Schwarzen Lochs. Zu sehen war ein heller Ring mit einem dunklen Inneren. Nun gibt es ein neues Bild, das sich auf den ersten Blick vom ersten nur wenig unterscheidet. Doch es ist ein weiterer Schritt zum Verständnis, was rund um das Schwarze Loch in der 55 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie Messier 87 (M87) passiert. Denn mit ihm konnten zum ersten Mal Magnetfelder in der unmittelbaren Nähe des Schwarzen Lochs nachgewiesen und sichtbar gemacht werden.

    Schwarzes Loch mit Ring von Magnetfeldern

    Auch die Daten für das neue Bild stammen vom Event Horizon Telescope (EHT), für das Wissenschaftler Radioteleskope auf der ganzen Welt zusammenschalten. Darauf ist zu sehen, wie sich Magnetfelder im hellen Ring rund um den sogenannten Schatten des Schwarzen Lochs im Zentrum von M87 verteilen.

    Polarisiertes Licht als Werkzeug

    Den Schlüssel zur wissenschaftlichen Erkenntnis lieferte die Beobachtung, dass die Radiostrahlung polarisiert ist, also eine nicht-zufällige Schwingungsrichtung hat. Licht wird polarisiert, wenn es bestimmte Filter durchquert. Das können die Linsen von polarisierten Sonnenbrillen sein, oder wenn es in heißen Regionen des Weltraums ausgestrahlt wird, wo es Magnetfelder gibt. Polarisierte Sonnenbrillen sorgen für bessere Sicht, indem sie Reflexionen auf Oberflächen reduzieren. Astronomen untersuchen, wie das Licht um das Schwarz Loch polarisiert ist und können so mehr über es erfahren.

    "Diese Arbeit ist ein wichtiger Meilenstein: Die Polarisation des Lichts enthält Informationen, die es uns ermöglichen, die Physik hinter dem Bild, das wir im April 2019 gesehen haben, besser zu verstehen, was vorher nicht möglich war. Die Veröffentlichung dieses neuen Bildes mit polarisiertem Licht erforderte jahrelange Arbeit wegen der komplexen Techniken, die notwendig sind, um die Daten zu bekommen und zu analysieren.“ Iván Martí-Vidal, Universität Valencia, Spanien.

    Polarisierte Strahlung gilt unter Astrophysikern als ein zuverlässiges Indiz für das Vorhandensein von Magnetfeldern. Magnetfelder wiederum spielen eine ausschlaggebende Rolle bei der Entstehung sogenannter Jets. Schwarze Löcher saugen eigentlich alle Materie an sich, die ihnen zu nahe kommt. Ein Teil dieser Materie stürzt jedoch nicht ins Schwarze Loch, sondern wird als superheißes Plasma ins All hinausgeschossen. Diese Jets können größer sein als eine ganze Galaxie.

    Blick an den Rand des Ereignishorizonts

    Mit dem neuen EHT-Bild des Schwarzen Lochs und seinem Schatten in polarisiertem Licht gelang es den Astronomen erstmals, in die Region am Rand des Schwarzen Lochs zu schauen, in der dieses Zusammenspiel zwischen einfließender und ausgestoßener Materie stattfindet. Das Wissenschaftler-Team stellte fest, dass nur theoretische Modelle mit stark magnetisiertem Gas erklären können, was sie am Ereignishorizont, also am Rand des Schwarzen Lochs, sehen.

    "Die Beobachtungen legen nahe, dass die Magnetfelder am Rand des Schwarzen Lochs stark genug sind, um das heiße Gas zurückzudrücken und ihm zu helfen, der Schwerkraft zu widerstehen. Nur das Gas, das durch das Feld rutscht, kann nach innen zum Ereignishorizont strudeln." Jason Dexter, University of Colorado Boulder

    Extrem komprimierte Materie

    In Schwarzen Löchern ist die Masse von Milliarden Sonnen auf eine extrem kleine Region komprimiert. Durch die immense Gravitation kann aus der direkten Umgebung nicht einmal Licht entkommen, daher der Name. Schwarze Löcher können beispielsweise entstehen, wenn ausgebrannte Riesensterne unter ihrem eigenen Gewicht zusammenstürzen. Die genaue Entstehung von supermassereichen Löchern wie in M87 ist noch nicht geklärt.

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