M87 (Schwarzes Loch)

Am 10. April 2019 veröffentlichte das Event Horizon Telescope (EHT) das erste direkte Bild eines Schwarzen Lochs: das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie Messier 87, 55 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Das Bild zeigt einen hellen Ring aus heißem Gas, das das Schwarze Loch umkreist, und einen dunklen Schatten in der Mitte, den Bereich, aus dem kein Licht entkommen kann.

Das Schwarze Loch hat eine Masse von etwa 6,5 Milliarden Sonnenmassen und einen Durchmesser, der größer ist als unser gesamtes Sonnensystem. Um dieses Bild aufzunehmen, wurden acht Radioteleskope rund um die Erde zu einem virtuellen Teleskop von der Größe der Erde zusammengeschaltet. Die Datenmengen waren so gewaltig, dass sie auf Festplatten per Flugzeug transportiert werden mussten, weil kein Internetanschluss schnell genug war.

Katie Bouman, die Informatikerin, die den Algorithmus zur Bildrekonstruktion entwickelte, wurde über Nacht berühmt. Das M87-Bild war ein Wendepunkt in der Astrophysik: Es bestätigte Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie unter extremsten Bedingungen und machte Schwarze Löcher von einer mathematischen Abstraktion zu einem sichtbaren kosmischen Objekt. 2022 folgte das Bild von Sagittarius A*, dem Schwarzen Loch im Zentrum unserer eigenen Milchstraße.

Das technische Problem hinter dem Bild war gewaltig. Um ein Schwarzes Loch in 55 Millionen Lichtjahren Entfernung abzubilden, braucht man ein Teleskop von der Größe der Erde. Das EHT-Team löste dieses Problem durch Very Long Baseline Interferometry (VLBI): Radioteleskope auf verschiedenen Kontinenten beobachteten gleichzeitig dieselbe Quelle und wurden anschließend per Software zu einem virtuellen Teleskop kombiniert. Die Zeitstempel mussten auf Bruchteile einer Nanosekunde genau sein, ermöglicht durch Atomuhren an jedem Standort.

Katie Boumans Algorithmus CHIRP (Continuous High-resolution Image Reconstruction using Patch priors) war eine von mehreren unabhängigen Bildrekonstruktionsmethoden, die das Team nutzte. Dass alle Methoden dasselbe Bild erzeugten, war der Beweis, dass das Resultat keine Artefakt des Algorithmus war, sondern ein echtes astronomisches Objekt.

In der Science Fiction hat das M87-Bild den Darstellungen von Schwarzen Löchern eine neue Referenz gegeben. Productionsdesigner und CGI-Künstler orientieren sich seitdem an dem hellen, asymmetrischen Ring, den das Bild zeigt. Einsteins Vorhersagen, dass ein Schwarzes Loch einen Schatten werfen würde, wurden damit bestätigt. Was bleibt: die Frage, was jenseits des Ereignishorizonts passiert.