M87* und Chandra-Röntgenbild der M87-Galaxie. (EHT-Zusammenarbeit; NASA/CXC/Villanova University/J. Neilsen) Das erste Bild eines Supermassereichen schwarzes Loch im Zentrum einer Galaxie zeigt, wie wir gewissermaßen das Unsichtbare beobachtet haben.
Der geisterhaftes Bild ist eine Radiointensitätskarte des leuchtenden Plasmas hinter dem Schwarzen Loch und stellt daher dessen Silhouette dar. Ereignishorizont ' – der kugelförmige Mantel der Unsichtbarkeit um ein Schwarzes Loch, aus dem nicht einmal Licht entweichen kann.
Das Radiofoto wurde im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit von mehr als 200 Wissenschaftlern und Ingenieuren erstellt, die einige der leistungsfähigsten Radioteleskope der Welt miteinander verbunden haben, um das supermassive Schwarze Loch in der Galaxie namens M87 effektiv zu sehen.
Wie zum Teufel sind wir also an diesen Punkt gekommen?
Von „dunklen Sternen“
Es war der englische Astronom John Michell der 1783 erstmals die Idee von „dunklen Sternen“ formulierte, die so unglaublich dicht sind, dass man ihrer Schwerkraft nicht entkommen könnte – selbst wenn man zufällig ein Photon wäre, das sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen könnte.
Seit dieser bahnbrechenden Erkenntnis hat sich viel getan.
Im Januar dieses Jahres, Astronomen ein Bild veröffentlicht der Emission, die von der als Sagittarius A* bekannten Radioquelle stammt, der Region, die das unmittelbar umgibt supermassives Schwarzes Loch im Zentrum unserer Galaxie.
Beeindruckend war, dass dieses Bild Details auf einer Skala von nur neunmal der Größe des Ereignishorizonts des Schwarzen Lochs aufwies.
Nun ist das Event Horizon Telescope ( EHT ) ist es gelungen, den Ereignishorizont um das supermassive Schwarze Loch in M87 aufzulösen, einer relativ nahen Galaxie, von der das Licht aufgrund seiner Entfernung 55 Millionen Lichtjahre braucht, um uns zu erreichen.
Wissenschaftler haben mithilfe von Beobachtungen des Event Horizon Telescope im Zentrum der Galaxie M87 das erste Bild eines Schwarzen Lochs erhalten. Das Bild zeigt einen hellen Ring, der entsteht, wenn sich Licht in der intensiven Schwerkraft um ein Schwarzes Loch beugt, das 6,5 Milliarden Mal massereicher als die Sonne ist pic.twitter.com/AymXilKhKe
— Umfang des Event Horizon (@ehtelescope) 10. April 2019
Astronomische Figuren
Astronomische Objekte sind mit astronomischen Figuren versehen, und dieses Ziel bildet da keine Ausnahme.
Das Schwarze Loch von M87 hat eine Masse, die 6,5 Milliarden Mal so groß ist wie die unserer Sonne, die selbst eine Drittelmillion Mal so groß ist wie die Masse der Erde. Sein Ereignishorizont hat einen Radius von etwa 20 Milliarden Kilometern, mehr als das Dreifache der Entfernung, die Pluto von unserer Sonne hat.
Es ist jedoch weit entfernt, und die unglaubliche technische Leistung, die erforderlich ist, um ein solches Ziel zu sehen, ist vergleichbar mit dem Versuch, ein 1 Millimeter großes Objekt aus einer Entfernung von 13.000 Kilometern (8.000 Meilen) zu beobachten.
Dieses nobelpreiswürdige Ergebnis ist natürlich keine zufällige Entdeckung, sondern eine Messung, die auf Erkenntnissen und Durchbrüchen über Generationen aufbaut.
Vorhersagen ohne Beobachtung
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts kam es zu erheblichen Fortschritten, nachdem Albert Einstein seine Relativitätstheorien entwickelt hatte. Diese dauerhaften Gleichungen verbinden Raum und Zeit und bestimmen die Bewegung der Materie, die wiederum die Gravitationsfelder und -wellen innerhalb der Raumzeit bestimmt.
Bald darauf, im Jahr 1916, erkannten die Astronomen Karl Schwarzschild und Johannes Droste unabhängig voneinander, dass Einsteins Gleichungen zu Lösungen führten, die eine „mathematische Singularität“ enthielten, einen unteilbaren Punkt mit Nullvolumen und unendlicher Masse.
Als Kernphysiker in den 1920er und 1930er Jahren die Entwicklung von Sternen untersuchten, kamen sie zu dem scheinbar unvermeidlichen Schluss, dass bestimmte Sterne bei ausreichender Masse ihr Leben in einem katastrophalen Gravitationskollaps beenden würden, der zu einer Singularität und der Entstehung eines „gefrorenen Sterns“ führen würde.
Dieser Begriff spiegelte die bizarre relative Natur der Zeit in Einsteins Theorie wider. Am Ereignishorizont, der berüchtigten Grenze ohne Wiederkehr, die einen solchen kollabierten Stern umgibt, scheint die Zeit für einen externen Beobachter einzufrieren.
Während Fortschritte auf dem Gebiet der Quantenmechanik die Vorstellung einer Singularität durch einen ebenso verwirrenden, aber endlichen Quantenpunkt ersetzten, ist die tatsächliche Oberfläche und das Innere von Schwarze Löcher ist bis heute ein aktives Forschungsgebiet.
Während unsere Galaxie Millionen von John Michells Schwarzen Löchern mit stellarer Masse enthalten könnte – von denen wir den Aufenthaltsort von etwa einem Dutzend kennen – sind ihre Ereignishorizonte zu klein, um beobachtet zu werden.
Wenn beispielsweise unsere Sonne zu einem Schwarzen Loch zusammenbrechen würde, würde der Radius ihres Ereignishorizonts nur 3 km (1,9 Meilen) betragen. Aber die Kollision von Schwarzen Löchern mit Sternmasse in anderen Galaxien war bekanntermaßen entdeckt verwenden Gravitationswellen .
Auf der Suche nach etwas Supermassivem
Die Ziele des EHT beziehen sich daher auf die supermassiven Schwarzen Löcher, die sich in den Zentren von Galaxien befinden.
Der Begriff Schwarzes Loch wurde eigentlich erst Mitte bis Ende der 1960er Jahre verwendet, als Astronomen zu vermuten begannen, dass wirklich massereiche „dunkle Sterne“ die hochaktiven Kerne bestimmter Galaxien antreiben.
Zur Entstehung dieser besonders massereichen Schwarzen Löcher gibt es zahlreiche Theorien. Trotz des Namens handelt es sich bei Schwarzen Löchern eher um Objekte als um Löcher im Gefüge der Raumzeit.
Im Jahr 1972 Robert Sanders und Thomas Lowinger berechnet, dass sich im Zentrum unserer Galaxie eine dichte Masse befindet, die etwa einer Million Sonnenmassen entspricht.
Bis 1978 Wallace Sargent und Kollegen hatten ermittelt dass im Zentrum der nahegelegenen Galaxie M87 eine dichte Masse liegt, die fünf Milliarden Mal so groß ist wie unsere Sonne.
Aber diese Massen, die seitdem leicht verändert wurden, könnten einfach ein dichter Schwarm von Planeten und toten Sternen gewesen sein.
Im Jahr 1995 wurde die Existenz von Schwarzen Löchern durch Beobachtungen bestätigt Makoto Miyoshi und Kollegen . Mittels Radiointerferometrie entdeckten sie eine Masse im Zentrum der Galaxie M106, in einem Volumen, das so klein ist, dass es sich nur um ein Schwarzes Loch handeln könnte oder es bald werden würde.
Heute wurden die Massen von etwa 130 solchen supermassereichen Schwarzen Löchern in den Zentren nahegelegener Galaxien direkt anhand der Umlaufgeschwindigkeiten und Entfernungen von Sternen und Gas gemessen, die die Schwarzen Löcher umkreisen, allerdings noch nicht auf einer Todesspirale in den zentralen Gravitationsverdichter.
Trotz der erhöhten Probenmenge haben unsere Milchstraße und M87 von der Erde aus gesehen immer noch die größten Ereignishorizonte, weshalb das internationale Team diese beiden Ziele verfolgte.
Die schattige Silhouette des Schwarzen Lochs in M87 ist in der Tat ein erstaunliches wissenschaftliches Bild. Obwohl Schwarze Löcher offenbar die Zeit anhalten können, sollte anerkannt werden, dass die Vorhersagekraft der Wissenschaft, gepaart mit menschlicher Vorstellungskraft, Einfallsreichtum und Entschlossenheit, auch eine bemerkenswerte Kraft der Natur ist. 
Alister Graham , Professor für Astronomie, Technische Universität Swinburne .
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