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Relativitätstheorie
Im Zentrum der Milchstraße
Neue Messungen am Schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße zeigen, wie Einsteins Gravitätstheorie in der Praxis funktioniert / Veröffentlichung in Astronomy & Astrophysics
Ein internationales Team von Astronominnen und Astronomen unter Beteiligung der Universität zu Köln hat erstmalig Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie durch konkrete Beobachtungen in der Umgebung eines Schwarzen Loches nachgewiesen. Mithilfe des Very Large Telescope der europäischen Südsternwarte in Chile (European Southern Observatory – ESO) hat das Forschungsteam unter Leitung von Reinhard Genzel vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) in Garching die Bewegung eines Sterns durch das extreme Anziehungsfeld des supermassiven Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße untersucht. Dieses Forschungsergebnis ist der Höhepunkt einer 26 Jahre langen Serie von immer präziseren Beobachtungen des Zentrums der Milchstraße durch ESO-Instrumente. Das Team hat die Ergebnisse der Studie „Detection of the Gravitational Redshift in the Orbit of the Star S2 near the Galactic Centre Massive Black Hole“ in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht. {…}
„Wir haben jetzt zum zweiten Mal den dichten Vorbeiflug von S2 um das Schwarze Loch im galaktischen Zentrum beobachtet“, sagt Reinhard Genzel vom MPE. „Dieses Mal konnten wir den Stern aber wegen unserer stark verbesserten Instrumente mit beispielloser Auflösung beobachten.“ GRAVITY produziert Bilder von so großer Schärfe, dass es die Bewegung des Sterns von Nacht zu Nacht zeigt, während er 26.000 Lichtjahre von der Erde entfernt dicht am Schwarzen Loch vorbeifliegt. „Während des dichten Vorbeifluges gelang es uns nicht nur, dem Stern genau auf seinem Orbit zu folgen. Wir konnten auch den schwachen Lichtschein rund um das Schwarze Loch erkennen“, ergänzt Frank Eisenhauer (MPE), der Projektleiter von GRAVITY. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben sich auf dieses Ereignis mehrere Jahre intensiv vorbereitet, da sie das Beste aus dieser einmaligen Gelegenheit machen wollten, Effekte der Allgemeinen Relativitätstheorie zu beobachten.
Astronomen, Ingenieure und Techniker des I. Physikalischen Instituts der Uni Köln unter Leitung von Professor Dr. Andreas Eckart entwickelten und bauten die beiden Spektrometer von GRAVITY. Die Spektrometer analysieren die Wellenlänge des beobachteten Sternenlichts und wandeln die empfangenen Photonen in elektronische Signale um. „GRAVITY ist eine technologische Herausforderung“, sagt Eckart. „Doch nach mehr als zwei Jahrzehnten Forschung an den Hochgeschwindigkeitssternen im galaktischen Zentrum und an der Entwicklung astronomischer Instrumente wurde der Aufwand mit einem ausgezeichneten Ergebnis in der experimentellen Physik belohnt.“