Das 30-Meter-Auge in der Sierra Nevada

Die Antenne von IRAM ist am Event Horizon Telescope beteiligt

Erstmals haben Forscher den Schatten eines schwarzen Lochs beobachtet. Es steckt in der Galaxie Messier 87 und wurde mit dem Event Horizon Telescope unter die Lupe genommen. Zu einem Riesenteleskop verbunden sind darin insgesamt acht Observatorien auf der ganzen Welt, von Europa über Chile und Hawaii bis hin zum Südpol. Das 30-Meter-Teleskop des Instituts für Radioastronomie im Millimeterbereich (IRAM) in der spanischen Sierra Nevada, einer von der Max-Planck-Gesellschaft mitfinanzierten Einrichtung, nahm als einzige Station in Europa an der Beobachtungskampagne teil.

Antenne fürs All: Die 30-Meter-Schüssel von IRAM ist eines der empfindlichsten Radioteleskope im weltumspannenden Verbund des Event Horizon Telescope.

Der Schatten des schwarzen Lochs in der Riesengalaxie M 87 erscheint auf der Erde wegen der großen Distanz unter einem extrem kleinen Winkel. Um dennoch erfolgreich zu beobachten, nutzen Forscher die Interferometrie. Das Prinzip dieser Technik: Statt ein riesiges Teleskop zu verwenden, kombiniert man mehrere Observatorien so, als wären sie kleine Einzelteile einer einzigen gigantischen Antenne. Auf diese Weise können Wissenschaftler ein Teleskop simulieren, das im besten Fall dem Durchmesser unserer Erde entspricht. Denn: Je größer das Teleskop, desto feinere Details lassen sich wahrnehmen; die sogenannte Winkelauflösung nimmt zu.

Das EHT-Projekt wendet dieses Verfahren an und arbeitet im Interferometrie-Modus bei einer Frequenz von 230 Gigahertz, entsprechend einer Wellenlänge von 1,3 Millimetern. Derlei Messungen an der Grenze des Beobachtbaren sind nur unter optimalen Bedingungen möglich, das heißt, in trockenen hohen Lagen. Diese bietet das zum Teil von der Max-Planck-Gesellschaft finanzierte IRAM-Observatorium mit seiner 30-Meter-Antenne auf dem 2800 Meter hohen Berg Pico Veleta in der spanischen Sierra Nevada. Das Teleskop ist das empfindlichste Einzelteleskop des EHT-Verbundes. „Die Oberfläche unserer Antenne ist mit einer Genauigkeit justiert, die der Feinheit eines menschlichen Haares entspricht", sagt der IRAM-Astronom Pablo Torne.

Im April 2017 haben die Forscher den 30-Meter-Spiegel im Gleichtakt mit den über den Globus verteilten anderen EHT-Stationen das erste Mal auf das Zentrum von M 87 und sein gigantisches schwarzes Loch gerichtet. „Wir hätten uns keine besseren Wetterbedingungen für die Jahreszeit wünschen können, vor allem aber hat die Technik am Observatorium von der hochpräzisen Atomuhr über die Empfangssysteme und die Datenrekorder perfekt funktioniert“, sagt Torne. Insgesamt wurden bei diesen Beobachtungen allein am IRAM-Teleskop mehr als 500 Terabytes an Daten aufgenommen.

Aber nicht nur im Rahmen des EHT hat IRAM wegweisende Pionierarbeit geleistet. So etwa wurden im Jahr 1995 die ersten hochauflösenden Radiobeobachtungen des Herzens unserer Milchstraße und seines schwarzen Lochs namens Sagittarius A* gemacht, und zwar mit einer Kombination der 30-Meter-Antenne und der Anlage NOEMA. Letztere ist das derzeit beste und leistungsfähigste Radioteleskop dieser Art in der nördlichen Hemisphäre. Seine zehn 15-Meter-Antennen stehen auf einem Hochplateau in den französischen Alpen.

Seit Herbst 2018 ist das Observatorium ebenfalls Teil des EHT-Verbundes. „Mit dem Ausbau von NOEMA fängt auch für das EHT eine neue Ära an. Mit NOEMA wird dieses einzigartige Netzwerk eine nie dagewesene räumliche Auflösung und Empfindlichkeit erreichen", sagt Karl Schuster, IRAM-Direktor und Mitglied des EHT-Vorstandes.

HOR / ZA

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