Forscher präsentieren neues Porträt von Schwerkraftmonster tief im All

Darauf ist das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie Messier 87 (M87) im polarisierten Licht zu sehen, wie die Europäische Südsternwarte ESO am Mittwoch in Garching mitteilte.

Damit konnten Astronomen erstmals die Polarisation als Signatur von Magnetfeldern so nah am Rand eines Schwarzen Lochs messen. Die Beobachtungen sind der Schlüssel zur Erklärung, wie die 55 Millionen Lichtjahre entfernte Galaxie M87 in der Lage ist, energetische Jets von ihrem Kern auszustossen.

Licht wird polarisiert, wenn es bestimmte Filter durchläuft wie etwa die Gläser von polarisierten Sonnenbrillen - oder wenn es in heissen Regionen des Weltraums emittiert wird, in denen Magnetfelder vorhanden sind. Genauso wie polarisierte Sonnenbrillen durch die Reduzierung von Reflexionen zu einem besseren Sehen verhelfen, können Astronomen ihren Blick auf die Region um das Schwarze Loch schärfen - indem sie sich ansehen, wie das von ihm ausgehende Licht polarisiert ist.

«Wir sehen jetzt das nächste entscheidende Puzzleteil für das Verständnis, wie sich Magnetfelder um schwarze Löcher herum verhalten und wie die Aktivität in diesen sehr kompakten Regionen des Weltraums starke Jets antreiben kann, die sich weit über die Galaxie hinaus erstrecken», erklärte Monika Moscibrodzka von der Event Horizon Telescope (EHT)-Kollaboration. Deren Wissenschaftler hatten das erste Bild des Schwarzen Lochs erstellt und stellten nun auch das neue Bild vor.

Das im April 2019 präsentierte erste Bild zeigte eine helle ringförmige Struktur mit einer dunklen zentralen Region, dem Schatten des Schwarzen Lochs. Seitdem beschäftigte sich die EHT-Kollaboration eingehender mit den 2017 gesammelten Daten vom supermassereichen Objekt im Herzen der Galaxie M87. Dabei entdeckten die Forscher, dass ein signifikanter Anteil des Lichts um das Schwarze Loch von M87 polarisiert ist.

«Diese Arbeit ist ein wichtiger Meilenstein: Die Polarisation des Lichts birgt Informationen, die es uns erlauben, die Physik hinter dem Bild, das wir im April 2019 gesehen haben, besser zu verstehen. Das war vorher nicht möglich», erklärte der Wissenschaftler Ivan Martí-Vidal von der EHT-Kollaboration.

Die hellen Energie- und Materiejets, die aus dem Kern von M87 entspringen und sich mindestens über 5000 Lichtjahre von seinem Zentrum ausbreiten, sind eines der geheimnisvollsten und energiereichsten Merkmale der Galaxie. Die meiste Materie nahe dem Rand eines Schwarzen Lochs fällt in das Schwerkraftmonster. Einige der umgebenden Teilchen entkommen jedoch kurz vor dem Einfangen und werden in Form von Jets weit ins All hinausgeschleudert.

Um das Herz der Galaxie M87 zu beobachten, verbanden die Forscher acht Teleskope auf der ganzen Welt zu einem erdumspannenden Teleskop - dem EHT. Das virtuelle Teleskop erreicht eine Auflösung, mit der die Länge einer Kreditkarte auf der Oberfläche des Mondes gemessen werden könnte. An der Forschung waren mehr als 300 Forscher aus verschiedenen Organisationen und Universitäten weltweit beteiligt.