Im Zentrum unserer Milchstraße sitzt – wie in fast allen Galaxien – ein supermassereiches Schwarzes Loch. Dieser gut vier Millionen Sonnenmassen umfassende Schwerkraftgigant beeinflusst die Bahnen unzähliger Sterne im Milchstraßenzentrum und prägte die gesamte Entwicklung unserer Heimatgalaxie. Doch für unsere Augen und Teleskope ist Sagittarius A* unsichtbar. Weil das Schwarze Loch eher inaktiv und hinter dichtem Staub und vielen Sternen verborgen ist, konnten Astronomen seine Position und Masse lange nur anhand der Bewegungen von Sternen und Gasen in seinem Umfeld näher eingrenzen. Erst die gekoppelten Radioteleskope des Event Horizon Telescopes (EHT) eröffneten neue Möglichkeiten der Erforschung supermassereicher Schwarzer Löcher: Zunächst gelang es Astronomen im Jahr 2017, das besonders große supermassereiche Schwarze Loch der 55 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie M87 abzubilden. 2022 folgte dann auch das erste “Foto” des zentralen Schwarzen Lochs der Milchstraße. Diese Aufnahmen enthüllten bereits, dass sich beide Schwerkraftgiganten sehr ähnlich sehen, obwohl M87* rund tausendmal größer ist als Sagittarius A*.
Polarisation verrät Magnetfelder
Jetzt haben die Astronomen der EHT-Kollaboration ein weiteres Merkmal von Sagittarius A* näher untersucht und sichtbar gemacht: die Magnetfelder, die sich um das Schwarze Loch erstrecken. Möglich ist dies, weil die Präsenz von starken Magnetfeldern die Schwingungsrichtung der elektromagnetischen Strahlung beeinflusst und verändert. „Mit der Messung des polarisierten Lichts von heißem, glühendem Gas in der Nähe von Schwarzen Löchern können wir auf die Struktur und Stärke der Magnetfelder schließen, die den Strom von Gas und Materie durchziehen, welches das Schwarze Loch ansaugt und ausstößt“, erklärt Angelo Ricarte von der Harvard Black Hole Initiative und Co-Leiter des Projekts. „Über das polarisierte Licht erfahren wir viel mehr über die Astrophysik, die Eigenschaften des Gases und die Prozesse, die beim Wachsen eines Schwarzen Lochs ablaufen.“
Allerdings ist die Kartierung der Polarisation im Umfeld eines Schwarzen Lochs nicht einfach, das gilt insbesondere für das zentrale Schwarze Loch der Milchstraße. Dessen leuchtender Plasmaring ist unruhiger und verändert sich deutlich schneller als das ruhigere Umfeld des größeren Schwarzen Lochs M87*. „Da sich Sagittarius A* während der Beobachtung bewegt, war es schon schwierig, auch nur ein unpolarisiertes Bild zu erstellen“, sagt EHT-Forscher Geoffrey Bower von der Academia Sinica in Taipeh. Für das erste Foto von Sagittarius A* mussten die Astronomen daher einen Mittelwert aus mehreren Aufnahmen bilden. Um die Polarisierung der Strahlung zu kartieren, waren daher noch ausgefeiltere Technologien und Methoden nötig. „Wir waren erleichtert, dass die polarisierte Aufnahme überhaupt möglich war“, so Bower.
