Wissenschaftler haben lange vermutet, dass sich supermassereiche Schwarze Löcher (SMBH) im Zentrum jeder großen Galaxie in unserem Universum befinden. Diese können milliardenfach massereicher sein als unsere Sonne und sind so stark, dass Aktivitäten an ihren Grenzen in ihren Wirtsgalaxien auftreten können.
Im Fall der Milchstraßengalaxie wird angenommen, dass dieses SMBH dem Ort einer komplexen Radioquelle entspricht, die als Schütze A * bekannt ist. Wie alle Schwarzen Löcher konnte niemand bestätigen, dass sie existieren, einfach weil niemand jemals in der Lage war, eines zu beobachten.
Dank der Forscher des Haystack Observatory des MIT könnte sich dies jedoch bald ändern. Mit einer neuen Teleskopanordnung, die als „Event Horizon Telescope“ (EHT) bekannt ist, hofft das MIT-Team, dieses „Bild des Jahrhunderts“ sehr bald produzieren zu können. Ursprünglich von Einstein vorausgesagt, mussten Wissenschaftler Schwarze Löcher untersuchen, indem sie ihre scheinbaren beobachteten Auswirkungen auf Raum und Materie in ihrer Nähe. Dazu gehören Sternkörper, die regelmäßig in dunklen Regionen verschwunden sind und von denen man nie wieder etwas hören kann.
Wie Sheperd Doeleman, stellvertretender Direktor des Haystack Observatory am Massachusetts Institute of Technology (MIT), über Schwarze Löcher sagte: „Es ist eine Ausgangstür aus unserem Universum. Du gehst durch diese Tür, du kommst nicht zurück. "
Wie das extremste Objekt, das Einsteins Gravitationstheorie vorhersagt, sind supermassereiche Schwarze Löcher die Orte im Raum, an denen laut Doeleman "die Schwerkraft völlig durcheinander gerät und eine enorme Masse in einen unglaublich engen Raum zerquetscht".
Um das EHT-Array zu erstellen, haben die Wissenschaftler Radiogerichte in Hawaii, Arizona und Kalifornien miteinander verbunden. Durch die kombinierte Leistung des EHT können Details 2000-mal feiner angezeigt werden als mit dem Hubble-Weltraumteleskop sichtbar.
Diese Radiogerichte wurden dann auf M87, einer Galaxie etwa 50 Millionen Lichtjahre von der Milchstraße im Virgo-Cluster entfernt, und Schütze A * trainiert, um den Ereignishorizont an ihren Kernen zu untersuchen.
Andere Instrumente konnten die Auswirkungen eines Schwarzen Lochs auf Sterne, Planeten und Licht beobachten und messen. Bisher hat jedoch noch niemand das supermassive Schwarze Loch der Milchstraße gesehen.
Laut David Rabanus, Instrumentenmanager bei ALMA: „Es gibt kein Teleskop, das einen so kleinen Radius auflösen kann“, sagte er. "Es ist ein sehr massereiches Schwarzes Loch, aber diese Masse konzentriert sich auf eine sehr, sehr kleine Region."
Doelemans Forschung konzentriert sich auf die Untersuchung von supermassiven Schwarzen Löchern mit ausreichender Auflösung, um den Ereignishorizont direkt zu beobachten. Zu diesem Zweck stellt seine Gruppe globale Netzwerke von Teleskopen zusammen, die bei mm Wellenlängen beobachten, um ein virtuelles Teleskop in Erdgröße unter Verwendung der Technik der Very Long Baseline Interferometry (VLBI) zu erstellen.
- Bild von Schütze A *, der komplexen Radioquelle im Zentrum der Milchstraße, die als SMBH gilt. Bildnachweis: NASA / Chandra
"Wir zielen auf SgrA *, das Schwarze Loch mit 4 Millionen Sonnenmassen im Zentrum der Milchstraße, und M87, eine riesige elliptische Galaxie", sagt Doeleman. "Beide Objekte bieten uns die größten scheinbaren Ereignishorizonte im Universum, und beide können durch (Sub-) mm-VLBI-Arrays aufgelöst werden." er fügte hinzu. "Wir nennen dieses Projekt das Event Horizon Telescope (EHT)."
Letztendlich ist das EHT-Projekt eine weltweite Zusammenarbeit, die das Auflösungsvermögen zahlreicher Antennen aus einem globalen Netzwerk von Radioteleskopen kombiniert, um das erste Bild des exotischsten Objekts in unserem Universum aufzunehmen - den Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs.
"Im Wesentlichen stellen wir ein virtuelles Teleskop mit einem Spiegel her, der so groß wie die Erde ist", sagte Doeleman, der der Hauptforscher des Event Horizon Telescope ist. „Jedes Radioteleskop, das wir verwenden, kann als kleiner versilberter Teil eines großen Spiegels betrachtet werden. Mit genügend solchen versilberten Flecken kann man anfangen, ein Bild zu machen. “
"Das Event Horizon Telescope ist das erste, das räumliche Skalen auflöst, die mit der Größe des Event Horizonts eines Schwarzen Lochs vergleichbar sind", sagte der Berkeley-Astronom Jason Dexter von der University of California. "Ich denke nicht, dass es verrückt ist zu glauben, dass wir in den nächsten fünf Jahren ein Bild bekommen könnten."
Die Existenz von Schwarzen Löchern, die erstmals von Albert Einsteins Theorie der Allgemeinen Relativitätstheorie postuliert wurde, wurde seitdem durch jahrzehntelange Beobachtungen, Messungen und Experimente gestützt. Es war jedoch nie möglich, einen dieser Strudel direkt zu beobachten und abzubilden, dessen bloße Gravitationskraft das Gewebe von Raum und Zeit verdreht und zerfleischt.
Endlich in der Lage zu sein, einen zu beobachten, wird nicht nur ein großer wissenschaftlicher Durchbruch sein, sondern könnte auch die beeindruckendsten Bilder liefern, die jemals aufgenommen wurden.
