Im Jahr 2019 veröffentlichten Astronomen das erste Foto eines Schwarzen Lochs – ein bedeutender Meilenstein. Denn die vom Radioteleskopverbund Event-Horizon-Telescope (EHT) erstellte Aufnahme des supermassereichen Schwarzen Lochs M87* bestätigte viele theoretische Vorhersagen zum Aussehen solcher Objekte. Das Bild zeigte den dunklen, zentralen Schatten des Schwerkraftgiganten, umgeben vom hellen Lichtring der heißen, um den Ereignishorizont kreisenden Gase. Doch dabei handelte es sich nur um eine Momentaufnahme, basierend auf wenigen Tagen der Beobachtung im Frühjahr 2017. Um herauszufinden, wie sich vor allem die Akkretionsscheibe aus heißen Gasen im Laufe der Zeit verändert, hat die EHT-Kollaboration daher dieses Schwarze Loch auch in den Folgejahren immer wieder ins Visier genommen.
Jahresvergleich bestätigt Eckdaten…
Jetzt, sechs Jahre nach Erscheinen des ersten Bildes von M87*, stellen die Astronomen der EHT-Kollaboration eine Fortsetzung vor: Vergleichsanalysen auf Basis von Daten, die im April 2018 – fast genau ein Jahr nach der ersten Beobachtungskampagne – gewonnen wurden. „Die Akkretionsumgebung von Schwarzen Löchern ist turbulent und dynamisch. Da wir die Beobachtungen von 2017 und 2018 als unabhängige Messungen betrachten können, haben wir eine neue Perspektive zur Untersuchung der Umgebung des Schwarzen Lochs”, sagt Co-Autor Hung-Yi Pu von der National Taiwan Normal University. Für ihre Studie analysierten und verglichen die Astronomen die Beobachtungsdaten beider Jahre mithilfe von Computermodellen und Simulationen. „Durch die Integration von Multi-Epochen-Daten mit fortgeschrittenen Modellen können wir die dynamischen Prozesse besser verstehen, die die beobachteten Helligkeitsschwankungen bei M87* antreiben”, erklärt EHT-Forscher Christian Fromm von der Universität Würzburg und dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn.
Dank dieser Analysen lässt sich nun erkennen, wie sich das supermassereiche Schwarze Loch M87* innerhalb eines Jahres verändert hat. Sie zeigen, dass sich der leuchtende Ring um den Ereignishorizont des Schwarzen Lochs in seiner Größe nicht verändert hat. Er hat – wie schon 2017 gemessen – einen Durchmesser von etwa 43 Mikrobogensekunden. Dies entspricht den theoretischen Vorhersagen für den Schatten eines Schwarzen Lochs mit der Masse von 6,5 Milliarden Sonnenmassen wie bei M87* der Fall. „Schwarze Löcher, die so gigantisch sind wie M87*, verändern sich nur auf sehr langen Zeitskalen. Daher ist es nicht überraschend, dass wir vieles von dem, was wir 2017 gemessen haben, auch im Jahr 2018 sehen”, erklärt Luciano Rezzolla von der Goethe-Universität Frankfurt.
Aber die neuen Daten zeigen auch Veränderungen. “Die kleinen Unterschiede, die wir gefunden haben, sind sehr wichtig, um zu verstehen, was in der Nähe von M87* tatsächlich passiert”, sagt Rezzolla.
