Die ikonischen Bilder des Event-Horizon-Teleskopverbunds (EHT) gingen um die Welt: Die gekoppelten Radioteleskope zeigten erstmals den dunklen Schatten eines supermassereichen Schwarzen Lochs und den hellen Lichtring um den Ereignishorizont. Diese Aufnahmen bestätigten wichtige Vorhersagen von Albert Einstein zur Größe und Form von Schwarzen Löchern und ihres Ereignishorizonts. “Mit dem EHT haben wir die ersten Bilder von Schwarzen Löchern gesehen, indem wir Radiowellen bei 230 Gigahertz detektierten”, erklärt Alexander Raymond vom Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics in den USA. “Aber der helle Ring, der durch das durch von der Schwerkraft gebeugte Licht gebildet wird, sah noch immer verschwommen aus, weil wir uns an der absoluten Grenze der für uns erreichbaren Schärfe bewegten.”
Kürzere Wellenlänge bringt höhere Auflösung
Um die Auflösung eines Teleskopverbunds zu erhöhen, gibt es zwei Möglichkeiten: Zum einen kann man den Abstand der Teleskope zueinander vergrößern, die sogenannte Baseline. Je weiter die äußersten Teleskope auseinanderstehen, desto größer ist die virtuelle “Schüssel”, die der Verbund bildet – und desto höher ist die Auflösung. Doch die über fast alle Kontinente verteilten Radioteleskope des EHT stehen bereits maximal voneinander entfernt – sie bilden einen Empfänger von der Größe unseres gesamten Planeten. Die zweite Möglichkeit ist eine Verkürzung der Beobachtungswellenlänge. Denn ähnlich wie in der Mikroskopie gilt auch bei Teleskopen: Je kürzer die Wellenlänge, bei der man beobachtet, desto höher ist die mögliche Auflösung. Die bisherigen Aufnahmen des EHT entstanden bei 230 Gigahertz, dies entspricht einer Wellenlänge der Radiostrahlung von 1300 Mikrometern.
Um die Aufnahmen schärfer zu machen, arbeiten die Astronomen schon seit Jahrzehnten daran, die Technik der mittels Interferometrie gekoppelten Radioteleskop-Arrays (Very Long Baseline Interferometrie, VLBI) so weiterzuentwickeln, dass auch Beobachtungen mit der kürzeren Wellenlänge von 870 Mikrometern möglich werden. Doch das ist aus mehreren Gründen eine große Herausforderung. So absorbiert der Wasserdampf in der Atmosphäre die Radiostrahlung bei 870 Mikrometer Wellenlänge viel stärker als bei 1300 Mikrometern, dadurch werden die detektierbaren astronomischen Signale stark abgeschwächt und das Störrauschen nimmt zu. Gleichzeitig sind die Radiowellen bei diesen höheren Frequenzen sensibler gegenüber wetterbedingten Turbulenzen. Doch durch Verbesserungen an den auf ultrakalte Temperaturen heruntergekühlten Empfängern der Teleskope, der Übertragungstechnik für ihre zeitgenaue Kopplung und der Datenverarbeitung ist es der EHT-Kollaboration nun gelungen, erstmals Beobachtungen kosmischer Objekte bei 870 Mikrometer Wellenlänge durchzuführen.
