#Dieser Mahlstrom wirft einen bleibenden Schatten

Zwei Jahre für eine einzige Aufnahme? Solche Wartezeiten sind im Zeitalter der Insta-Optik eigentlich eine Zumutung. Aber so lange hatte es gedauert, bis das erste Bild eines Schwarzen Lochs entwickelt war, sodass es am 10. April 2019 veröffentlicht werden konnte und alle Titelseiten und Bildschirme zierte. Nun war das damals keine optische Kameraaufnahme, sondern vielmehr ein Radiobild bei der allerdings extrem hohen Frequenz von 230 Gigahertz. Es wurde daher natürlich nicht im fotochemischen Sinn entwickelt, sondern entstand in einer aufwendigen, an zwei Großrechenzentren – in Bonn und Cambridge bei Boston – durchgeführten Korrelation von Daten aus acht verschiedenen Radioteleskopen in Europa, Nord- und Südamerika sowie auf Hawaii.

Diese Instrumente waren im April 2017 vorübergehend zum „Event Horizon Telescope“ (EHT) zusammengeschaltet worden und hatten dabei synchron die 55 Millionen Lichtjahre entfernte Galaxie M87 im Sternbild Jungfrau beobachtet. Wie jede ordentliche Galaxie birgt auch diese in ihrem Zentrum ein supermassives Schwarzes Loch, wobei M87*, wie dieses genannt wird, eines der supermassivsten ist. Mit 6,5 Milliarden Sonnenmassen ist es mehr als tausendmal so schwer wie das Schwarze Loch im Zentrum unser eigenen Galaxie.

Im April 2018 wurde das EHT noch einmal auf M87 gerichtet, das Bild davon nun am 18. Januar veröffentlicht und der zugehörige Fachartikel im Journal „Astronomy & Astrophysics“ publiziert. Diesmal hat es also deutlich länger als drei Jahre gedauert. Allerdings wurde das EHT nun von elf Teleskopen gebildet – hinzu kamen etwa eines in Mexiko sowie ein nagelneues Instrument auf Grönland, das erst fünf Monate vor der aktuellen Beobachtung in Betrieb gegangen war. Zudem wurde die Zahl der betrachteten Frequenzbänder gegenüber der Kampagne 2017 von zwei auf vier verdoppelt.

Verschobenes Helligkeitsmaximum

Zeigt das neue Bild nun etwas Neues, Überraschendes? Neues in der Tat, Überraschendes zur Genugtuung der mehr als 300 Forscher der EHT-Kollaboration aber nicht. Wie auf dem ersten Bild ist der sogenannte Schatten des supermassiven Schwarzen Loches M87* zu sehen. Orange eingefärbt ist das Radiolicht der das Loch umstrudelnden Materie, dessen Strahlen vom Gravitationsfeld des Lochs zum Beobachter hingebogen wurden. Der Schatten ist damit etwas größer als der sogenannte Ereignishorizont, jene Grenzfläche um M87*, aus der nichts, was dort eingedrungen ist, je wieder heraustreten kann, nicht einmal Licht.

Dieser Schatten ist geblieben, wie er ist, was die komplizierte Beobachtungstechnik validiert – wenn es dessen bedurft hätte, veröffentlichte die Kollaboration doch 2022 auch ein Bild des zentralen Schwarzen Lochs unserer Milchstraße, ebenfalls mit Schatten. Was sich bei M87* zwischen 2017 und 2018 geändert hat, das ist die Position des Helligkeitsmaximums im südlichen Teil des Rings. Sie verschob sich um etwa dreißig Grad.

Das hatten Forscher des am EHT beteiligten Max-Planck-Instituts für Radioastronomie in Bonn aber erwartet, ebenso wie Luciano Rezzolla von der Universität Frankfurt, der mit seinen Mitarbeitern theoretische Berechnungen zur Interpretation der EHT-Aufnahmen durchführt: „Alle Vorhersagen zum Aussehen des Schwarzen Lochs M87*, die wir auf Grundlage von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie gemacht haben, werden durch das zweite Bild bestätigt“, sagt Rezzolla.

„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. Das neue Bild beweist also, dass die Analyse, die dem ersten Bild eines Schwarzen Lochs zugrunde lag, tatsächlich korrekt und genau war.“ Nun sollen die Prozesse nahe dem Ereignishorizont von M87* mit dem EHT weiter verfolgt werden. Die nächsten jährlichen Beobachtungen im April 2024 werden gerade vorbereitet.