Es gibt sie wirklich! Das ist seit Ende der 70er Jahre bekannt (Cyg X1, Cir X1). Nun ist es der Astronomie sogar gelungen, eines zu „fotografieren“: Mit einem welt-umspannenden Radioteleskop wurden Daten aufgenommen, die ein Bild des Schwarze Lochs im Zentrum der Riesengalaxie M87 lieferten (veröffentlicht 2019). Sogar in der relativ kleinen Jenenser Uni-Sternwarte (gemessen am vorgenannten oder den Großteleskopen auf Hawaii) kann man Schwarze Löcher beobachten. Es werden sogar bisweilen Bachelor-Arbeiten zu dem Thema gemacht – nicht nur in Jena, sondern auch in Warschau und an vielen Standorten weltweit. In Jena ist das kein Forschungsschwerpunkt, aber global gesprochen, kommt man in der Forschung nicht mehr um sie herum.
Was hat es mit dem „Bild vom Schwarzen Loch“ auf sich?
In Sonderveranstaltungen und Live-Vorträgen haben wir im Planetarium Ihnen seit der Veröffentlichung 2019 schon oft und tagesaktuell erklärt, was es damit auf sich hat. Eine Zusammenfassung, warum das faszinierende Bild kein „Foto“ im Sinn Ihrer Handykamera ist, finden Sie in den SciLogs beim Spektrum-Verlag.
2019: Das erste Bild eines Schwarzen Lochs: es ist supermassiv und im Zentrum der Riesengalaxie M87 im Sternbild Jungfrau (Frühlingshimmel).
2005: Simulation der Lichtablenkung um ein Schwarzes Loch von Prof. U. Kraus; als Hintergrundbild wurde ein echtes Himmelsfoto gewählt (A.Mellinger).
Hierbei handelt es sich um ein Bild, das aus zahlreichen Beobachtungen im Mikrowellenbereich (unsichtbar fürs Auge), also mit Radioteleskopen, aufgenommen wurden und hinterher mit Supercomputern zusammengerechnet wurden. Das Bild macht durch Computer für Menschen sichtbar, was Radioteleskope messen – es „übersetzt“ also.
SAVE THE DATE
Der Initiator des Projekts, Heino Falcke, hat ein Buch zum Thema geschrieben: „Licht im Dunkeln“ heißt es. Hier die Rezension des Spiegels – denn alles, das wichtig ist, kommt in den Spiegel. Am 12. Januar 2021 werden wir hier im Planetarium Jena den Autor zu Gast haben, der Ihnen sein Buch präsentieren wird.
Über das Schwarze Loch in der Riesengalaxie M87 schrieb auch unserer Medienpartner, der MDR kürzlich und zeigte dafür diese schöne Visualisierung von Wissenschaftlern der Harvard-Uni in Boston, USA.
Quelle: https://www.youtube.com/watch?v=HXuCFsjW1yc&feature=youtu.be
Kann man Schwarze Löcher mit dem bloßen Auge sehen?
Natürlich kann man nicht etwas Schwarzes vor schwarzem Hintergrund sehen. Unsere Chance zur Sichtbarmachung, dass da etwas Dunkles ist, ist daher normalerweise die Lichtablenkung um das Schwarze Loch herum. Das ist ein Effekt der Gravitation, der ganz einfach einsehbar ist: Wie man aus der Schule weiß, beschreibt das Gravitationsgesetz die gegenseitige Anziehung von Massen. Jede Masse zieht andere Massen an. Die Sonne zieht die Erde an, die Erde den Mond und der Mond die Erde und natürlich auch die Sonne. Die Erde zieht auch den Apfel an, der jetzt im Spätherbst noch am Baum hängt und er fällt – plumps – zu Boden. Der Mond, der viel schwerer ist als ein Apfel, fällt aber nicht auf die Erde, sondern umkreist sie. Das ist alles bekannt.
Seit 1905 ist klar, dass diese Anziehungskraft auch für Licht gilt: Erde, Sonne und Mond haben durch ihre Masse auch eine Anziehungskraft auf Licht. Weil das Licht so schnell ist, merkt es das aber kaum – am Rand der Sonne wird es nur wenig abgelenkt, bei Erde und Mond ist der Effekt noch weniger merklich.
Sind aber Schwarze Löcher im Spiel, dann ist es gerade dieser Effekt, der sie detektierbar macht: Wir sehen sie nicht, aber wir sehen, dass um sie herum das Licht von dahinter liegenden Objekten abgelenkt wird.
Dieses Jahr zeigt allerdings eine Studie über einen freiäugig sichtbaren Stern am Südhimmel (QV Tel, ein 5 mag heller Stern), dass es sich bei dem Pünktchen, das man für einen veränderlichen Stern hielt, um ein Dreifachsystem handelt, bei dem eine Komponente ein stellares Schwarzes Loch von 4.2 Sonnenmassen ist. (Hier der Fachartikel.)
Dies ist vermutlich das nächstgelegene Schwarze Loch im All … zumindest nach bisherigem Wissen. Wir können mit bloßen Auge sehen, dass da ein Pünktchen am Himmel ist – aber nicht, dass in dem Hellen ein Dunkles ist.
Uni-Sternwarte Jena beobachtet ebenfalls ein Schwarzes Loch (eigentlich zwei)
Die FSU Jena hat dieses Frühjahr ebenfalls eine Pressemitteilung ausgegeben, in der von Beobachtungen eines Schwarzen Lochs hier in Jena (bzw. in Großschwabhausen bei Jena) berichtet wird. In zwei Wochen, eine im Februar und eine im September 2019, wurde hier in Jena gleichzeitig mit dem Spitzer-Weltraum-Teleskop eine ferne Galaxie beobachtet: Der so genannte Blazar OJ287 im Sternbild Krebs. Bei Blazaren sieht man die Galaxie nicht als milchiges Nebelchen, sondern es handelt sich um die Aktiven Galaxienkerne, d.h. es sieht wie ein Lichtpünktchen aus (quasi-stellar).
Das Objekt ist hell genug, dass es sogar in Amateur-Teleskopen sichtbar ist und daher geht es auch schon lange durch die Populärmedien – die BBC, Times of India oder das Journal für Astronomie der deutschen Hobby-Astronomie-Szene (um nur wenige zu nennen) haben es in den vergangenen ~20 Jahren (teilw. wiederholt) vorgestellt, denn man braucht nicht immer Großteleskope für moderne Forschung: auch kleine können schon beitragen!
Der Blazar, bei dem sich zwei Schwarze Löcher umkreisen, macht bekanntermaßen alle 12 Jahre einen größeren Ausbruch, wenn eines der Objekte durch die Akkretionsscheibe geht. Der Ausbruch im Jahr 2019 fand statt, als das Objekt gerade hinter der Sonne war. Nur das Spitzer-Weltraum-Teleskop, dessen Bahn in sehr großer Erdferne verläuft, konnte den Ausbruch wirklich aufnehmen, während alle Teleskope auf der Erde „geblendet“ waren.
Bodengebundene Beobachtungen mit kleinen Teleskopen konnten allerdings die Normalhelligkeit des Objektes vor und nach dem Ausbruch gut beobachten und das wurde (u.a.) auch an der Uni Jena gemacht.
Aus den Spitzer-Beobachtungen des Ausbruchs konnte der genaue Zeitpunkt des Ausbruchs bestimmt werden und so hat ein amerikanisches Forschungsteam, das mit dem Weltraum-Teleskop arbeitete, einige Details der Theorie Schwarzer Löcher verbessert (effektiv geht’s darum, wieviele Nachkommastellen in einer Formel berücksichtigt werden müssen, um solch einen Zeitpunkt vorhersage zu können: hier der Fachartikel). Die Beobachtungen unserer Uni-Sternwarte konnten dazu natürlich nicht beitragen (der Blazar war ja hinter der Sonne), aber mit den bodengebundenen Jenaer Beobachtungen wurden die Spitzer-Beobachtungen aus dem Weltraum kalibiriert und so sind sie direkt übersetzbar in visuelle Lichtkurven.
Wir können gespannt sein auf den nächsten Ausbruch in 12 Jahren – und vllt können sich dann ja auch die Forst-Sternwarte oder ein paar mobile Amateurteleskope beteiligen, um die Lichtkurve noch besser und genauer zu kalibirieren.
Beitrag von Susanne M Hoffmann
