Astronomischer Adventskalender AAK: Tür 16

Teil 16: Das Bild vom Schwarzen Loch

...ist kein richtiges Bild. Dazu kommen wir aber gleich.

Erstmal ein simuliertes Bild der Umgebung eines  Schwarzen Loches. Man erkennt dort, wie um ein Schwarzes Loch herum der Raum  verzerrt ist. Das kommt daher, dass ein Schwarzes Loch eine so starke Anziehungskraft hat, dass Einsteins Relativitätstheorie berücksichtigt werden muss.

Diese sagt,  dass der Raum von großen Massen beeinflusst und gekrümmt wird. Deshalb sehen wir die Umgebung  des Schwarzen Loches so verzerrt. Die Lichtstrahlen weiter entfernter Objekte werden durch das Schwarze Loch abgelenkt. Ein Lichtstrahl kann ein Schwarzes Loch sogar  mehrfach umkreist haben, bevor er in unser Auge fällt.

Um die Lichtablenkung besser zu verstehen kann ich nur folgende Website sehr empfehlen: https://www.tempolimit-lichtgeschwindigkeit.de/expeditionsl/erklaerung1.html

 Lichtablenkung beim Schwarzen Loch

Wieso sieht man so Etwas auf dem ersten "Foto" eines Schwarzen Loches nicht? Das liegt daran, dass man eigentlich hier nicht das Schwarze Loch an sich fotografiert hat. Das was Orange leuchtet ist heißes Gas, welches das Schwarze Loch umkreist.

Dort wo die schwarze Stelle ist, befindet sich das Schwarze Loch, aber da ein Schwarzes Loch Licht ablenkt ,kommt das meiste Schwarz vom dunklen Weltraum. Das Schwarze Loch an sich erkennt man nicht auf dem Bild. Und ist nochmals deutlich kleiner als der Schwarze Fleck.

Das Foto ist außerdem kein typisches Foto aus einer Kamera, sondern gibt die Intensität von Radiosignalen wieder. Das bedeutet, dass Radioteleskope (Teleskope mit großen Schüsseln, die mit Radiowellen arbeiten) von der ganzen Welt Signale aus der Umgebung des Schwarzen Loches aufgenommen haben und anschließend wurden dann diese Daten an Supercomputern mehrere Jahre verrechnet.

Ein größeres Teleskop löst besser Details auf. Wenn man also die Daten aus der ganzen Welt verrechnet, erhält man die Intensitätsverteilung eines virtuell sehr großen Teleskopes.

Da es einfach nur eine Intensitätsverteilung des Signals darstellt, gibt es nur intensiver und weniger intensiv, also nur Schwarz-Weiß.

Woher kommt hier die Farbe her? Aus Kontrastgründen erkennt man bei orangener Farbe besonders gut, wo sich das Gas befindet. Außerdem haben die Radiowellen eine lange Wellenlänge, werden deshalb tiefrot dargestellt.

Diese Einfärbung von Radiobildern (auch bei anderen Wellenlängen) kommt sehr oft vor, stellt meist aber keine Farben dar, sondern heller und weniger hell. Zum Betrachten wird der Kontrast damit verstärkt, aber so sehen die Objekte nicht aus.

Auf der Simulation sieht man wie es in der Nähe von einem Schwarzen Loch aussieht

Credit:  Ute Kraus, Institut für Physik, Universität Hildesheim, Tempolimit Lichtgeschwindigkeit (https://www.tempolimit-lichtgeschwindigkeit.de/)

Auf dem Bild sieht man das Original-“Foto” vom Schwarzen Loch im Zentrum der Galaxie M87.

Credit: Event Horizon Telescope Collaboration