Die Galaxie Messier 87, kurz M87, liegt rund 55 Millionen Lichtjahre von uns entfernt im Zentrum des Virgo-Galaxienhaufens. Schon früh fiel sie Astronomen wegen ihrer intensiven Strahlung im Radio- und Röntgenbereich auf. Diese Strahlung geht von der schnell rotierenden Akkretionsscheibe aus leuchtendem Plasma aus, die um das aktive supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie kreist. Die Wechselwirkungen dieser Materie mit dem Schwarzen Loch setzen enorme Mengen an Energie frei, die unter anderem zwei Ströme aus Strahlung und beschleunigten Teilchen antreibt, die senkrecht zur Ebene der Akkretionsscheibe aus der Galaxie hinausrasen und mindestens 5000 Lichtjahre weit ins All hinausreichen. Wie solche Jets zustande kommen, ist jedoch bislang kaum geklärt.
Was die Polarisation des Lichts verrät
Mehr Aufschluss darüber könnten nun neue Daten des Event Horizon Telescope liefern. Schon die ersten Aufnahmen dieses erdumspannenden Zusammenschlusses von acht Teleskopen zeigten im April 2019 einzigartige Ansichten der hellen, ringförmigen Akkretionsscheibe um den dunklen Schatten des Schwarzen Lochs. Weitere Daten enthüllten im Jahr 2020, dass sich der helle Ring um das Schwarze Loch im Laufe der Zeit ein wenig verändert – seine hellste Stelle wandert um den Ring herum und auch die Position schwankt leicht. Seither haben die Astronomen der EHT-Kollaboration das Herz der Galaxie M87 weiter mit ihren gekoppelten Teleskopen anvisiert. Die Auflösung des EHT entspricht dabei der, die benötigt wird, um die Länge einer Kreditkarte auf der Oberfläche des Mondes zu messen.
Ziel der aktuellen Beobachtungen war es, die Polarisation des Lichts zu messen, das vom hellen Lichtring um das Herz von M87 ausgeht. Als Polarisation bezeichnet man die Richtung, in der die Lichtwellen schwingen. Während diese normalerweise relativ ungeordnet ist, können äußere Einflüsse oder bestimmte Lichtquellen die Wellen quasi gleichrichten und das Licht so polarisieren. In der Technik geschieht dies meist durch Filter, im Kosmos können aber auch starke Magnetfelder die Polarisation des Lichts beeinflussen. Die Messung der Polarisation im Lichtring von M87 kann daher wertvolle Aufschlüsse darüber geben, ob und wie das Umfeld des Schwarzen Lochs magnetisiert ist. “Diese Arbeit ist ein wichtiger Meilenstein: Die Polarisation des Lichts birgt Informationen, die es uns erlauben, die Physik hinter dem Bild, das wir im April 2019 gesehen haben, besser zu verstehen. Das war vorher nicht möglich”, erklärt Ivan Marti-Vidal von der Universität von Valencia in Spanien. “Die Erstellung dieses neuen Polarisationsbildes erforderte jahrelange Arbeit, weil die Gewinnung und Analyse der Daten mit komplexen Techniken verbunden war.”
