Relativitätstheorie bestätigt: Forschende entdecken Licht hinter Schwarzem Loch

Forschende aus Stanford berichten über die allerersten Aufzeichnungen von Röntgenemissionen von der anderen Seite eines Schwarzen Lochs.

Forschende aus Stanford berichten über die allerersten Aufzeichnungen von Röntgenemissionen von der anderen Seite eines Schwarzen Lochs.

Schwarze Löcher sind trotz intensiver Forschung immer noch ein faszinierendes Mysterium. Die Masse ist in ihnen so stark zusammengepresst, dass nichts ihrer enorm hohen Anziehungskraft entkommt. Nicht einmal das Licht dringt nach außen. Erst vor rund zwei Jahren veröffentlichten Forschende das erste Bild der Schwerkraftriesen.

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Astrophysikerinnen und -physiker aus Stanford haben nun eine Entdeckung gemacht, die etwas mehr über das Mysterium verrät. Sie beobachteten Licht von der anderen Seite des Schwarzen Lochs, sogenannte Röntgenemissionen – ein Szenario, das von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie vorhergesagt, aber bis jetzt nie bestätigt wurde.

„Jedes Licht, das in das Schwarze Loch hineingeht, kommt nicht wieder raus. Dementsprechend sollten wir nicht in der Lage sein, etwas hinter dem Schwarzen Loch zu sehen“, sagt Dan Wilkins, Astrophysiker in Stanford. „Der Grund, dass wir es doch können, ist, dass das Schwarze Loch den Raum verzerrt, Licht beugt und Magnetfelder um sich selbst verdreht.“ Die Forschenden haben ihre Beobachtungen im Fachjournal „Nature“ veröffentlicht, die Universität Stanford berichtete in einer Pressemitteilung davon.

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Eigentlich unsichtbar

Eigentlich wollten die Forschenden lediglich mehr über ein Feature mancher Schwarzer Löcher erfahren, die sogenannte Korona. Die entsteht, wenn Gas in ein supermassives Schwarzes Loch fällt, sich dabei wegen seiner extrem starken Beschleunigung aufheizt – und hell strahlt. Bei dem Licht handelt es sich um Röntgen­licht. Es kann analysiert werden, um ein Schwarzes Loch zu kartieren und zu charakterisieren.

Forschende aus Stanford berichten über die allerersten Aufzeichnungen von Röntgenemissionen von der anderen Seite eines Schwarzen Lochs.

Forschende aus Stanford berichten über die allerersten Aufzeichnungen von Röntgenemissionen von der anderen Seite eines Schwarzen Lochs.

Aber bei der Untersuchung bemerkte Astrophysiker Dan Wilkins ein unerwartetes Muster: Auf eine Serie heller Röntgen­strahlen folgten zusätzliche Röntgen­blitze, die kleiner gewesen und später gekommen seien und andere „Farben“ gehabt hätten, schreiben die Forschenden. Daraus schlussfolgerten sie, dass das Licht von der Rückseite des Schwarzen Lochs kommen musste.

Reflektierende Röntgenstrahlen

Konkret schreiben die Forschenden: „Die Analyse der Röntgenstrahlung zeigt kurze Photonenblitze, die mit dem Wieder­auftreten der Emission hinter dem Schwarzen Loch übereinstimmen.“ Denn was die Forschenden beobachten, ist, wie die Röntgenstrahlen von einer um das Schwarze Loch rotierenden Scheibe voller Materie, der Akkretionsscheibe, reflektiert und von der Schwerkraft des Schwarzen Lochs wieder nach vorne gebogen werden.

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„Die Beobachtung von Photonen, die sich um das Schwarze Loch biegen, bestätigt eine wichtige Vorhersage der allgemeinen Relativitätstheorie“, konstatieren die Forschenden.

Auch für Roger Blanford, der ebenfalls an der Studie mitarbeitet, ein besonderes Ereignis: „Vor 50 Jahren, als Astro­physikerinnen und -physiker anfingen, darüber zu spekulieren, wie sich wohl ein Magnetfeld in der Nähe eines Schwarzen Lochs verhalten würde, hatten sie keine Vorstellung davon, dass wir eines Tages die Techniken haben würden, um Einsteins allgemeine Relativitätstheorie in Aktion zu sehen“, sagt er.

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