Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik

Das Weltraumteleskop Euclid liefert erste wissenschaftliche Bilder

Im Weltraumteleskop Euclid steckt Technik von zwei Max-Planck-Instituten

Neue Erkenntnisse über das supermassereiche schwarze Loch und seine direkte Umgebung im Zentrum der Milchstraße

Gas von weit außen füttert Sterne während ihrer Entstehung

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

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.

Sterne sammeln sich in Galaxien mit völlig unterschiedlichen Formen und Größen. Es gibt elliptische, kugel-, linsen- und spiralförmige Galaxien, manche haben gar keine regelmäßige Gestalt. Nach den Ursachen dieser Vielfalt suchen Nadine Neumayer am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg und Ralf Bender am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching. Einen entscheidenden Akteur haben sie bereits ausgemacht: dunkle Materie.

Der Direktor am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching erhält den Nobelpreis für seine Forschungen an schwarzen Löchern, insbesondere für den Nachweis eines solchen Massemonsters im Herzen der Milchstraße. Reinhard Genzel teilt sich den Preis mit Andrea Ghez und Roger Penrose.

Die Reise ins All beginnt mit einer langen Anfahrt: Ungefähr 24 Stunden ist unterwegs, wer von München nach Baikonur gelangen will – irgendwo im Nirgendwo, etwa 200 Kilometer östlich des Nördlichen Aralsees. Nahe der Stadt mit ihren 60 000 Einwohnern, einigen brauchbaren Hotels und guten Restaurants liegt das Kosmodrom, von dem aus seit 1957 Raketen starten – erst sowjetische, jetzt russische. Über die Jahre zerplatzte an diesem Ort buchstäblich so mancher Traum, viele Träume aber wurden wahr. So etwa am 13. Juli 2019, als um 14.31 Uhr Mittel­europäischer Sommerzeit eine dreistufige Rakete vom Typ Proton­M in den makellos blauen Himmel über der 43 Grad heißen kasachischen Steppe donnerte. Am Boden: Wissenschaftler aus dem Max­Planck­Institut für extraterrestrische Physik. In der Raketenspitze: eRosita.

Die Entdeckung des Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße wurde 2020 mit dem Nobelpreis geehrt. Doch unsere Forschung geht inzwischen viel weiter: Wir fragen uns nicht mehr, ob das Schwarze Loch existiert, wir verwenden es vielmehr, um physikalische Experimente am Himmel durchzuführen. Es stellt ein perfektes Labor dafür dar, und befindet sich mit einem Abstand von nur 26000 Lichtjahren kosmologisch gesehen in unserer Nachbarschaft. Das erlaubt atemberaubende Präzisionsmessungen, die nicht nur Tests der Einsteinschen Relativitätstheorie erlauben, sondern die uns sogar verraten: Viel mehr außer dem Schwarzen Loch kann sich im Milchstraßenzentrum nicht verstecken.

Zum ersten Mal haben wir ein "Förderband" am Rand einer Sternentstehungswolke beobachtet, das Materie bei einem jungen Sternpaar ablagert. Die Gasbewegungen in diesem Streamer unterliegen hauptsächlich der Schwerkraft aus dem innersten Teil des Kerns der Wolke. Der Streamer beliefert die Protosterne mit einer großen Menge an chemischen Verbindungen, die kurz zuvor in der Mutterwolke produziert wurden. Diese Ergebnisse zeigen eindrucksvoll, dass die großräumige Umgebung von Protosternen einen wichtigen Einfluss auf die Entwicklung von Scheiben aus Gas und Staub hat, die den Stern umgeben. 

Galaxien werden zum Zentrum hin heller. Dennoch zeigen einige besonders massereiche Galaxien  ein relatives Sterndefizit im Zentrum. In der Riesengalaxie Holm 15A haben wir gleichzeitig ein besonders lichtschwaches Zentrum entdeckt. und mit 40 Milliarden Sonnenmassen das größte bisher beobachtete Schwarze Loch gefunden. Diese Entdeckung bietet die Möglichkeit, die Masse von Schwarzen Löchern in Riesengalaxien aus dem Sterndefizit abzuschätzen. Vermutlich sogar bis in Entfernungen, in denen die direkte Messung der Masse eines Schwarzen Lochs im Moment nicht möglich ist.

Das Röntgenteleskop eROSITA ist der deutsche Beitrag zur gemeinsam mit Russland durchgeführten Satellitenmission Spektrum-Roentgen-Gamma (SRG). eROSITA wird vier Jahre lang den gesamten Himmel systematisch im Röntgenbereich mit beispielloser Empfindlichkeit kartieren. Das wissenschaftliche Hauptziel ist es, die großräumige Struktur des Universums und deren Wachstum über kosmische Zeiten zu vermessen, um die Geheimnisse der rätselhaften Dunklen Energie zu entschlüsseln. Erste Ergebnisse zeigen, dass wir unsere Missionsziele erreichen können.

Rund hundert Jahre nach Albert Einsteins Vollendung der Allgemeinen Relativitätstheorie hatten wir 2018 ein herausragendes Jahr für die Erforschung schwarzer Löcher. Mit dem unter Leitung des MPE gebauten Instruments GRAVITY konnten wir erstmalig die Gravitationsrotverschiebung im Schwerefeld eines massereichen schwarzen Lochs messen, die Kreisbahnen nahe dem Punkt ohne Wiederkehr verfolgen und die Masse von schwarzen Löchern bestimmen, die Milliarden Lichtjahre entfernt sind. Mit seiner einzigartigen Bildschärfe und Empfindlichkeit wird GRAVITY die Astronomie revolutionieren.