Einstein bestätigt: Forscher beobachten „Todessturz“ in ein Schwarzes Loch
Wissenschaftler haben erstmalig Materie beobachtet, wie sie unwiderruflich in den Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs gezogen wird.
Das Schwarze Loch zieht Materie von einem Begleitstern zu sich und bildet eine Scheibe, die sich um das Schwarze Loch dreht, bevor sie in es hineinfällt. © NASA/CXC/M. Weiss
In der Astrophysik wurde ein bemerkenswerter Durchbruch erzielt, der Einsteins Theorie weiter bestätigt. Forscher haben erstmals einen „Todessturz“ in ein Schwarzes Loch beobachtet, bei dem Materie unwiderruflich in den Ereignishorizont gezogen wird. Dieses Phänomen, auch bekannt als Spaghettifizierung, tritt auf, wenn die extreme Schwerkraft eines Schwarzen Lochs Objekte in die Länge zieht.
Die Kraft der Gravitation verstehen
Der Ereignishorizont, jene Grenze um ein Schwarzes Loch, aus der nichts entkommen kann, wurde nun direkt in Bezug auf seine Eigenschaften bestätigt. Forscher der Universität Oxford, unter der Leitung von Andrew Mummery, haben beobachtet, wie Materie diesen kritischen Punkt erreicht und schließlich verschwindet. Die Studie, veröffentlicht im Fachjournal „Monthly Notices of the Astronomical Society„, liefert neue Einblicke in die Vorgänge unmittelbar am Rand eines Schwarzen Lochs.
Das Schwarze Loch, das im Fokus der Studie stand, trägt den Namen MAXI J1820+070 und befindet sich 10.000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Es hat etwa die zehnfache Masse unserer Sonne. Die Beobachtung gelang mithilfe der Weltraumteleskope Nustar und Nicer, die seit 2012 bzw. 2017 auf der Internationalen Raumstation stationiert sind.
Einsteins Theorien erneut bestätigt
Die Ergebnisse der Studie zeigen nicht nur den erwarteten „Sturz“ der Materie, sondern liefern auch Beweise für die von Einstein vorhergesagten starken Gravitationsfelder nahe Schwarzen Löchern. Andrew Mummery erklärte laut dem Institut für Physik der Universität von Oxford: „Stellen Sie sich einen Fluss vor, der zu einem Wasserfall wird. Bis jetzt haben wir den Fluss betrachtet. Dies ist unser erster Blick auf den Wasserfall.“ Der Vergleich veranschaulicht den dramatischen und unwiderruflichen Moment des Übergangs der Materie über den Ereignishorizont. Mummery sagte, „Einsteins Theorie sagt vorher, dass es diesen finalen Sturz gibt, aber das ist das erste Mal, dass wir demonstrieren konnten, dass er existiert.“
Die Forschung eröffnet auch neue Möglichkeiten zur Untersuchung der Eigenschaften Schwarzer Löcher, insbesondere hinsichtlich der Masse und des Drehimpulses. Die sogennante Spaghettifizierung ist ein Effekt, der zwar humorvoll benannt ist, aber eine ernsthafte und messbare Bestätigung von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie darstellt.
Ein neuer Durchbruch in der Erforschung Schwarzer Löcher hat kürzlich das Licht der wissenschaftlichen Gemeinschaft erreicht, besonders im Kontext des bekannten „No-Hair-Theorems“. Dieses Prinzip postuliert, dass Schwarze Löcher im Wesentlichen durch nur drei messbare externe Eigenschaften charakterisiert werden: Masse, elektrische Ladung und Drehimpuls. Andere spezifische Merkmale, wie etwa Unebenheiten, die ihre komplexe Vergangenheit verraten könnten, existieren nicht, was metaphorisch mit der Glätte einer kahlen Oberfläche verglichen wird.
Internationales Team misst Drehimpuls eines Schwarzen Lochs
Diese Eigenschaften zu erfassen, stellt jedoch eine erhebliche Herausforderung dar. Ein internationales Forscherteam aus den USA, Tschechien, Großbritannien, Polen und Israel, mit Unterstützung der NASA, hat es kürzlich geschafft, den Drehimpuls eines Schwarzen Lochs zu bestimmen. In ihrer Studie, veröffentlicht im renommierten Fachjournal Nature, analysierten sie ungewöhnliche Röntgenstrahlenausbrüche, die von einem supermassiven Schwarzen Loch stammen. Dieses liegt etwa eine Milliarde Lichtjahre entfernt und verschlang einen Stern. Dieser Prozess ist bekannt als Tidal Disruption Event oder gezeiteninduziertes Zerreißen. Diese Beobachtungen könnten neue Wege eröffnen, die schwer fassbaren Eigenschaften Schwarzer Löcher zu verstehen und zu messen.
Was du dir merken solltest:
- Forscher haben erstmals den „Todessturz“ in ein Schwarzes Loch beobachtet, was Einsteins Vorhersagen über extreme Gravitationsfelder bestätigt.
- Starke Gezeitenkräfte ziehen Objekte beim Annähern an den Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs extrem in die Länge. Dieses Phänomen bezeichnet man als Spaghettifizierung.
- Die Untersuchung des Schwarzen Lochs MAXI J1820+070 lieferte neue Einblicke in die Vorgänge nahe dem Ereignishorizont. Sie bestätigte die theoretischen Modelle der allgemeinen Relativitätstheorie.
Übrigens: Ein anderes Weltraumteleskop hat faszinierende Bilder geliefert. Möglich macht dies die Euclid-Mission der ESA. Mehr dazu erfährst du in unserem Artikel.
Bild: © NASA/CXC/M. Weiss
