Was ist ein „Schwarzes Loch“?

Vor zwei Jahren haben Forscherinnen und Forscher zum ersten Mal ein Bild von einem sogenannten schwarzen Loch gemacht. Das Bild zeigte einen dunklen Fleck vor einem verschwommenen, leuchtenden Ring. Bis zu diesem Zeitpunkt hatte es von schwarzen Löchern nur Vorstellungen gegeben, gesehen hatte sie aber nie jemand.

Jetzt ist den Fachleuten wieder etwas Besonderes gelungen. Zum ersten Mal konnten sie beweisen, dass es ganz nah an einem schwarzen Loch Magnetfelder gibt. Und: Es gibt wieder ein neues Bild davon. Gut zu wissen: Ein Magnet ist ein Körper, der andere Körper anziehen oder abstoßen kann. Solche Magnete haben einen Nord- und einen Südpol. Diese Pole verbinden Magnetfeldlinien. Den Bereich rund um die beiden Pole nennt man Magnetfeld. Magneten kommen in der Natur vor. Manche Gesteine zum Beispiel sind von Natur aus magnetisch. Auch unsere Erde ist sozusagen ein riesiger Magnet und hat ein Magnetfeld.

Warum ist das neue Bild so wichtig?

Die Fachleute können so besser verstehen, wie die leuchtenden Strukturen in der Umgebung eines schwarzen Lochs entstehen. Und das Ganze hilft dabei, ganz allgemein mehr über die Entstehung des Weltalls zu erfahren.

Was genau ist überhaupt ein schwarzes Loch?

Ein schwarzes Loch besteht aus Überresten von verglühten Sternen. Das Loch zieht ähnlich einem Magneten sogenannte Materie, zum Beispiel Planeten oder Sterne, an und „verschluckt“ diese. Sogar Licht kann das Loch „verschlucken“. Deshalb sind Schwarze Löcher eigentlich unsichtbar.

Unvorstellbar weit entfernt

Es gibt Tausende schwarze Löcher im Weltall. Das 2019 zum ersten Mal veröffentlichte Foto zeigt ein schwarzes Loch, das sich 55 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Ein Lichtjahr ist die Strecke, die Licht in einem Jahr in einem Vakuum zurücklegt. Ein Vakuum ist ein luftleerer Raum ohne Materie, also ohne Planeten oder Sterne. Ein Lichtjahr sind rund 9,5 Billionen (9.500.000.000.000) Kilometer. Das ist unvorstellbar weit weg. Zum Vergleich: Die Erde ist von der Sonne „nur“ acht Lichtminuten entfernt.

Schwarzes Loch fotografiert

Bevor die Materie, also Planeten und Sterne, von dem schwarzen Loch verschluckt wird, heizt sie sich sehr stark auf. Diese Hitze zeigt der strahlend helle Ring, der auf dem Bild zu sehen ist. Um das Bild zu machen, haben Forscherinnen und Forscher insgesamt acht Radio-Teleskope auf vier Erdteilen verwendet und sie zu einem Super-Teleskop zusammengeschlossen. Eines alleine wäre zu wenig gewesen. Radio-Teleskope sind so etwas wie Fernrohre, die es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern ermöglichen, einen Teil der Welt zu erforschen, der sonst unsichtbar ist. Zum Vergleich: Das Bild vom schwarzen Loch zu machen war ungefähr so, wie mit einem Fernrohr von Österreich aus eine Zeitung in den USA zu lesen. Die Datenmenge, die die Teleskope geliefert haben, war riesengroß. Diese Daten wurden auf einem Berg von Festplatten mit mehreren Hundert Kilogramm Gewicht gespeichert.

Das nötige Werkzeug

Eine junge Forscherin namens Katie Bouman hat 2019 das Bild vom schwarzen Loch berühmt gemacht. Die 29-jährige Computer-Spezialistin hatte nämlich entscheidend dazu beigetragen, dass die vielen Bild-Daten, die von den Teleskopen aufgenommen wurden, zusammengesetzt werden konnten. Sie hat dafür einen sogenannten Algorithmus entwickelt. Insgesamt gab es vier davon. Ein Algorithmus ist vergleichbar mit einem Kochrezept: Er besteht aus einer Reihe von Anweisungen, die Schritt für Schritt ausgeführt werden, um eine Aufgabe zu erfüllen oder ein Problem zu lösen. Insgesamt haben rund 200 Wissenschaftler an dem Projekt gearbeitet. Gemeinsam haben sie das scheinbar Unmögliche möglich gemacht.