Lees voor Astrofysici bewijzen: zwarte gaten werpen schaduwen. Tot nu toe is hun bestaan ​​alleen indirect bewezen - door de invloed van hun zwaartekracht op hun omgeving. Maar nieuwe computersimulaties laten zien hoe de zwaartekrachtvallen kunnen worden gevisualiseerd: radiotelescopen konden hun schaduw al in de nabije toekomst waarnemen. Astrofysici hebben een schaduw van het onzichtbare gefotografeerd: de rand van een zwart gat. Het beeld is spookachtig: te midden van een sombere gloed is er een cirkelvormige zone van duisternis. Mysterieus, de slokdarm ontbloot het onbekende tegenover de kijker. Het zwarte gat weegt drie miljoen keer onze zon en bevindt zich op ongeveer 26.000 lichtjaar afstand - in het centrum van de Melkweg.
Astronomen van het Max Planck Instituut voor Radioastronomie in Bonn en het Max Planck Instituut voor Buitenaardse Fysica in Garching hebben de mysterieuze zwaartekrachtval enkele jaren geleden al bewezen. Maar ze slaagden slechts indirect: het zwaartepunt verraadde zichzelf door de beweging van de sterren, die eromheen draaien. De nieuwe foto toont daarentegen de buitengrens van het zwarte gat zelf - de horizon van de gebeurtenis. Hij is een plaats van geen terugkeer. Alles wat achter de horizon van het evenement komt, kan niet ontsnappen aan de vraatzuchtige maalstroom. Daar is zelfs licht te langzaam voor. Maar fotonen buiten de horizon van de gebeurtenis slagen er nog steeds in om de zwaartekracht te verlaten en ons op kromme manieren te bereiken. Midden in deze stralingswolk is de schaduw van het zwarte gat cirkelvormig in de foto. Omdat het zwarte gat op zichzelf werkt als een zwaartekrachtlens en op avontuurlijke wijze het pad van het licht vervormt, lijkt de horizon van zijn gebeurtenis vijfvoudig te zijn vergroot.
De foto is echter nog steeds een droom van de toekomst - science fiction in de beste zin van het woord. Fictie, omdat het tot nu toe alleen bestaat als een computersimulatie. Maar ook wetenschap, want deze simulatie is gebaseerd op harde wetenschap - op de algemene relativiteitstheorie van Einstein. Heino Falcke van het Max Planck Instituut voor Radioastronomie, Eric Agol van de Johns Hopkins University in Baltimore, Maryland en Fulvio Melia van de Universiteit van Arizona in Tucson hebben een "ray-tracing-programma" gebruikt om de verwarde banen van fotonen te berekenen door de kamer gebogen door het zwarte gat. "Je volgt het pad van elk foton dat wordt uitgezonden nabij het zwarte gat terug naar de waarnemer", legt Fulvio Melia uit. "Het programma berekent vervolgens het effect dat het zwarte gat heeft op het traject en de golflengte van de fotonen." Het resultaat: de horizon van de gebeurtenis is als een schaduw. "Deze term beschrijft heel goed wat je daar ziet", legt Heino Falcke uit.
De astronomische observatietechniek zou snel een goed beeld kunnen krijgen van de schaduw van een zwart gat. De truc: radiotelescopen zijn over de hele wereld verbonden om een ​​super-telescoop te vormen met vele duizenden kilometers basislengte. Astronomen spreken van VLBI - Very Long Baseline Interferometry. Dienovereenkomstig zijn de foto's scherp. "Met de resolutie van vandaag konden we al een radiobron zien ter grootte van een mosterdzaadje uit Bonn in de verte van Los Angeles", zegt Falcke. "Nu willen we een stap verder gaan en een gat in dit mosterdzaad ontdekken." Uit de computerberekeningen blijkt echter dat in korte radiogolven al een schaduw van het zwarte gat verdacht is. "Bij de huidige 1, 3 millimeter golflengte van de VLBI hebben we waarschijnlijk geen geluk. Maar op 0, 8 millimeter zie ik een echte kans: "Falcke is overtuigd. Als voldoende observatietijd wordt goedgekeurd - wat geenszins vanzelfsprekend is in het licht van de hevige concurrentie in geavanceerd astronomisch onderzoek - hoopt hij al in het decennium op een positief resultaat. De astronomen van het Max Planck Instituut voor Radioastronomie werken al aan het mogelijk maken van VLBI op kortere golflengtes.

=== Rüdiger Vaas

© science.de

Aanbevolen Editor'S Choice