Sgr A*: Klappe und Action

  • 20. December 2013

EU bewilligt 14 Millionen Euro für ein Kamerasystem zur Beobachtung eines schwarzen Lochs.

Für den Aufbau eines Beobachtungssystems, mit dem erstmals exakte Bilder eines schwarzen Lochs aufgenommen werden können, hat der Europäische Forschungsrat (ERC) 14 Millionen Euro bewilligt. Die Wissenschaftler wollen damit Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie Albert Einsteins überprüfen. Das Team wird geleitet von Heino Falcke von der Universität Nimwegen, Michael Kramer, MPI für Radioastronomie in Bonn und Luciano Rezzolla, Goethe-Universität Frankfurt und MPI für Gravitationsphysik, Potsdam.

Projektpartner

Abb.: Poster des Interferomentrie-Forschungsprojekts „Black Hole Cam“

Schwarze Löcher lassen sich nicht direkt beobachten, denn ihrem Ereignishorizont kann nichts entkommen. Für dessen Größe gibt es bisher nur theoretische Berechnungen anhand der ART. „Jetzt erst ist die technologische Entwicklung so weit, dass wir schwarze Löcher abbilden und damit überprüfen können, ob sie so existieren wie vorhergesagt: Ohne Ereignishorizont gibt es auch keine schwarzen Löcher,“ sagt Falcke. Den wollen die Astrophysiker nun erstmals messen, indem sie ins Zentrum der Milchstraße schauen und dort das schwarze Loch Sagittarius A* beobachten, das eine Masse von vier Millionen Sonnenmassen besitzt.

Das Schwergewicht macht sich bemerkbar, indem es ständig Radiowellen aussendet. Es sind die letzten Lebenszeichen von gewaltigen Gasmassen, die den Ereignishorizont überqueren. Indem Astrophysiker mit verschiedenen Radioteleskopen weltweit die Radiowellen von Sagittarius A* bis an ihren Ursprung verfolgen, erwarten sie, den Ereignishorizont als einen schwarzen Schatten sichtbar machen zu können. In der Entfernung zum Galaktischen Zentrum erscheint dieser nur etwa so dick wie ein Apfel auf dem Mond, den man von der Erde aus betrachtet. Um so kleine Strukturen detektieren zu können, hat Falcke schon vor 15 Jahren vorgeschlagen, die von einem weltweiten Netzwerk von Radioteleskopen bei hoher Frequenz gemessenen Signale mit genauen Zeitangaben zu speichern und dann rechnerisch zu vergleichen. Inzwischen gibt es internationale Bemühungen, ein Ereignishorizont-Teleskop nach diesem Prinzip zu konstruieren. „Mit den Mitteln des ERC-Grants und der hervorragenden Kompetenz, über die wir hier in Europa verfügen, können wir diese Pläne nun zusammen mit unseren internationalen Partnern verwirklichen“, sagt Falcke.

Darüber hinaus möchte die Gruppe mithilfe von Radioteleskopen neue Pulsare in der Nähe des schwarzen Lochs im Zentrum unserer Milchstraße aufspüren. „Ein Pulsar in der direkten Umgebung eines Schwarzen Lochs ist für unsere Forschung von extremem Wert“, erklärt Michael Kramer, geschäftsführender Direktor des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie in Bonn. „Pulsare ermöglichen es uns, die von der Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagte Krümmung von Raum und Zeit in der Nähe eines schwarzen Lochs mit bisher unerreichter Genauigkeit zu vermessen.“

Um sicher zu sein, dass sich im Zentrum der Milchstraße tatsächlich ein schwarzes Loch und nicht etwas anderes befindet, wollen die Astrophysiker die experimentellen Daten vom Schatten des Ereignishorizonts und der Bewegung der Pulsare und Sterne im Umkreis von Sagittarius A* mit Computersimulationen vergleichen. Darum kümmert sich Luciano Rezzolla. „Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie ist die beste Gravitationstheorie, die wir kennen, aber es ist nicht die einzige. Wir werden diese Beobachtungen nutzen, um herauszufinden, ob schwarze Löcher, eines der Lieblingskinder unter den astronomischen Objekten, wirklich existieren“, erklärt Rezzolla.

Die Wissenschaftler führen im Rahmen des Forschungsprojekts Beobachtungen an zwei großen europäischen Observatorien für Radiobeobachtungen im Millimeterwellenbereich (Radiointerferometer NOEMA und IRAM-30-Meter-Radioteleskop) durch, beide betrieben vom deutsch-französisch-spanischen Institut de Radioastronomie Millimétrique.

RUN / AH

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