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Astronomie
Gravitationsstrudel um ein riesiges Schwarzes Lochs entdeckt
Ein internationales Team von Astronomen hat mit dem GRAVITY Instrument in der Europäischen Südsternwarte (ESO) den Quasar 3C 273 im Sternbild Jungfrau mit bisher unerreichter Präzision beobachtet. Dabei entdeckten sie die Struktur einer sich schnell drehenden Gasansammlung um den Quasar. Quasare bestehen in ihrem Innern aus superschweren Schwarzen Löchern. Das ist das erste Mal, dass die sogenannte „broad line region“, die Ansammlung von Material um das Schwarze Loch, beobachtet wurde. {…}
Das Forschungsteam konnte die Masse des Schwarzen Lochs mit bisher unerreichter Genauigkeit messen. Diese Vermessung bestätigt die Annahmen, die bei der Vermessung der Masse von Schwarzen Löchern in Quasaren zugrunde gelegt werden. Diese Massen sind wiederum ein essentieller Baustein zum Verständnis der Entwicklung von Galaxien.
Die von einem solchen Quasar abgegebene Energie ist viel größer als in einer normalen Galaxie wie der Milchstraße und kann nicht durch regelmäßige Fusionsprozesse in Sternen erzeugt werden. Stattdessen gehen die Astronomen davon aus, dass Gravitationsenergie in Wärme umgewandelt wird, wenn Material von einem extrem massiven Schwarzen Loch verschluckt wird.
Das Instrument GRAVITY lieferte nun Bilder aus dem Innern des Quasars und beobachtete die Struktur des sich schnell bewegenden Gases um das zentrale Schwarze Loch. Bisher waren solche Beobachtungen aufgrund der geringen Winkelgröße dieser inneren Region, die etwa der Größe unseres Sonnensystems entspricht, aber 2,5 Milliarden Lichtjahre entfernt ist, nicht möglich. GRAVITY kombiniert alle vier ESO VLT-Teleskope in einer Technik namens Interferometrie, die einen enormen Gewinn an Winkelauflösung ermöglicht, was einem Teleskop mit 130 Metern Durchmesser entspricht. So können die Astronomen Strukturen auf der Ebene von 10 Mikrobogensekunden unterscheiden, was etwa 0,1 Lichtjahren in der Entfernung des Quasars (oder eines Objekts von der Größe einer 1-Euro-Münze auf dem Mond) entspricht.
An dem Experiment ist die Infrarotgruppe am I. Physikalischen Institut um Professor Dr. Andreas Eckart und Dr. Christian Straubmeier maßgeblich beteiligt. Der Leiter der Gruppe, Andreas Eckart, sagt: „Dies ist das erste Mal, dass wir in die Herzen von quasistellaren Objekten mit dieser Präzision schauen können.“ Straubmeier, der den technischen Teil des Projekts in Köln leitet, ergänzt: „Die beiden Spektrometer, die wir in Köln gebaut haben, sind wirklich gut gelungen. Als wir sie hier in unseren Labors zusammenbauten und testeten, hätte ich nie gedacht, dass sie das Licht eines weit entfernten Quasars sammeln könnten, um so interessante Ergebnisse zu erzielen.“