Max-Planck-Institut für Radioastronomie

Die MS Wissenschaft ist mit einer neuen Mitmach-Ausstellung unterwegs

Die Ausstellung „Universe on Tour“ bietet Gelegenheit zum Dialog über Astronomie

Neue Beobachtungen enthüllen, wie ein Materiejet in der Umgebung eines Schwarzen Lochs entsteht

Der Beitritt Deutschlands zum internationalen Square Kilometre Array Observatorium eröffnet neue Möglichkeiten

Groß angelegte Beobachtungskampagne liefert neue Erkenntnisse über Schwarz-Loch-Paar im Zentrum der aktiven Galaxie OJ 287

Es sitzt tief im Herzen der Milchstraße, ist 27 000 Lichtjahre von der Erde entfernt und ähnelt einem Donut: So präsentiert sich das schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxis auf dem Bild, das Forschende mit dem Event Horizon Telescope (EHT) gewonnen haben.

Der Zentaur gehört zu den bekanntesten Konstellationen am Südhimmel. Wer das Sternbild mit dem Fernglas durchstöbert, entdeckt ein blasses Nebelfleckchen namens Centaurus A. Dahinter steckt eine ferne Milchstraße, in der ein supermassereiches schwarzes Loch sitzt. Michael Janssen vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn und der Radboud-Universität Nijmegen hat ein Team geleitet, das dieser Schwerkraftfalle mit dem Event Horizon Telescope jetzt so nahe gekommen ist wie niemals zuvor.

Es ist ein kosmisches Blitzlichtgewitter, das sich um uns herum abspielt. Ständig zuckt am irdischen Himmel irgendwo ein Puls auf, der im nächsten Augenblick wieder erlischt. Diese nur mit Radioteleskopen messbaren, tausendstel Sekunden andauernden Blitze stellen die Forscher vor eines der größten Rätsel der Astrophysik. Dass militante Aliens in den Weiten des Weltalls einen „Krieg der Sterne“ austragen, glauben die Wissenschaftler eher weniger. Woher aber stammen diese von den Experten schlicht Fast Radio Bursts genannten Erscheinungen?

Schwarze Löcher verschlucken alles Licht und sind daher unsichtbar. Was plausibel klingt, ist in der Praxis zum Glück für die Astronomen doch ein wenig anders. Denn diese Objekte sind von leuchtenden Gasscheiben umgeben und heben sich daher vom dunklen Hintergrund ab, ähnlich wie eine schwarze Katze auf einem weißen Sofa. Und so ist es mit dem Event Horizon Telescope jetzt erstmals gelungen, ein schwarzes Loch zu fotografieren. An der Beobachtung beteiligt waren auch Forschende des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie in Bonn und des Instituts für Radioastronomie im Millimeterbereich (IRAM) im französischen Grenoble.

2021 jährte sich die Einweihung des Radioteleskops in Effelsberg zum fünfzigsten Mal. In den vergangenen Jahrzehnten hat das Teleskop, bei dessen Konstruktion technisches Neuland betreten wurde, zahlreiche bedeutende Beobachtungsergebnisse hervorgebracht. Dank ständiger Verbesserungen und Erneuerungen ist es auf dem aktuellen technischen Stand. Eine Auswahl aktueller Beobachtungsprojekte unterstreichen dies.

Äußerst präzise Messungen der Bewegung eines schnell drehenden Pulsars in einem Dreifachsternsystem bieten einen zuverlässigen Prüfstand für eine einfache, aber grundlegende Vorhersage der Allgemeinen Relativitätstheorie: Die Schwerkraft beeinflusst alle Objekte mit der gleichen Beschleunigung, ohne Rücksicht auf ihre Zusammensetzung, Dichte oder die Stärke ihres eigenen Gravitationsfelds. Die Allgemeine Relativitätstheorie hat diesen Test, bislang einen der härtesten überhaupt, erneut überstanden. Außerdem schränkt er denkbare alternative Gravitationstheorien stark ein.

Am 10. April 2019 wurde die erste Aufnahme eines Schwarzen Lochs von einem Team von 347 internationalen Wissenschaftlern aus 59 Instituten in 18 Ländern veröffentlicht. Theoretische Arbeiten und indirekte Hinweise zur Existenz von Schwarzen Löchern gab es seit langem. Erst jetzt besaßen die Beobachtungen die notwendige Auflösung für ein Bild, ermöglicht durch eine Kombination von sieben, über die Erde verteilten Radioteleskopen, die das Zentrum der Galaxie M87 beobachteten. Mehr als 30 Mitarbeiter des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie in Bonn sind an diesem Erfolg beteiligt.

Das Flugzeug-Observatorium SOFIA erlaubt astronomische Beobachtungen im Ferninfrarot-Bereich, der vom Boden aus nicht zugänglich ist. Hier befinden sich die wichtigsten Spektrallinien, die für das Kühlen des interstellaren Mediums verantwortlich sind. Unsere Gruppe hat mit dem upGREAT-Empfänger auf SOFIA die Feinstrukturlinie des ionisierten Kohlenstoffes im Lagunennebel gemessen. Hieraus lassen sich erstmals die Gasbewegungen in der unmittelbaren Umgebung des Nebels ermitteln.

Die Entstehung relativistischer Jets in aktiven Galaxien ist ein immer noch nicht vollständig verstandener physikalischer Prozess. Entscheidend für die Überprüfung theoretischer Modelle ist die Beobachtung von Strahlung aus der unmittelbaren Umgebung des zentralen Schwarzen Lochs. Dazu wurde die Galaxie Cygnus A mit weltweit vernetzten Radioteleksopen bei Millimeterwellenlängen beobachtet und damit ein hochaufgelöstes Bild des Jet-Fußpunkts erzielt. Die Analyse von Kinematik und interner Struktur zeigen, dass es sich bei dem Jet um einen durch Magnetfelder beschleunigten Scheibenwind handelt.