Max-Planck-Institut für Radioastronomie

Eine universelle Gemeinsamkeit im Pulsverhalten aller bekannter Radio-Pulsare bringt Forschende auf die Spuren noch unbekannter Radiopulse

Neue Messungen des Event Horizon Telescope bestätigen starke Magnetfelder um supermassereiches schwarzes Loch im Zentrum der Galaxie M87

Internationaler Schulterschluss ermöglicht einzigartige Einblicke in extreme Auswürfe eines Massenmonsters

Herumwirbelnde Materiejets geben Rückschlüsse auf sich umkreisende Schwarze Löcher in Zentren bestimmter Galaxien

Bei dem Stern könnte es sich um einen Magnetar mit bislang nicht zu erklärenden Eigenschaften handeln

Die aktiven Kerne von Galaxien gehören zu den stärksten Kraftwerken im Kosmos. Ihre Energie beziehen sie aus schwarzen Löchern in ihrem Zentrum, die gelegentlich im Doppelpack vorkommen. In einer groß angelegten Kampagne hat eine Gruppe um Stefanie Komossa vom Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie mit mehreren Teleskopen ins Herz einer solchen Energieschleuder geblickt.

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.

In diesem Jahr konnten wir das erste Bild des “Schattens” des Schwarzen Lochs im Zentrum unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße, präsentieren. Es ist das Ergebnis jahrelanger Analyse von Daten, die schon 2017 mit dem “Event Horizon Teleskop” erhoben wurden und 2019 das erste Bild eines solchen Schwarzen Lochs in der Galaxie Messier 87 ergaben. Wieder waren dabei mehr als 30 Mitarbeitende aus allen Abteilungen des Instituts beteiligt. Auch dieses Bild ist ein wissenschaftlicher Durchbruch. Aber was ist das Besondere daran? Warum war die Datenanalyse soviel schwieriger als bei M87? 

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.