Schwarze Löcher von Namibia

Schwarze Löcher von Namibia

Prof. Dr. Heino Falcke ist ein hochdekorierter Astrophysiker und aktuell Professor an der Radboud-Universität in Nimwegen. Er leitete den wissenschaftlichen Beirat des Event-Horizon-Telescope-Projekts, das am 10. April 2019 das erste Bild eines Schwarzen Lochs präsentierte.

Er war Mitglied einer Delegation der dänischen Premierministerin Mette Fredericksen und des niederländischen Ministerpräsidenten Mark Rutte, die im Wesentlichen für Rahmenverträge zur Erzeugung und Abnahme vom grünen Wasserstoff nach Namibia gekommen ist. Man spendete Namibia eine Einlage von 40 Mio. € für die Finanzierungsplattform SDG Namibia One.
Und man brachte 30 Mio. € aus verschiedenen Töpfen mit, um 12 Jahre lang ein besonderes Teleskop im Millimeter Wellenlängenbereich im südlichen Afrika aufzubauen und zu betreiben.
Namibia ist hier als Standort in Africa Favorit, kann es aber noch verdatteln und gegen Kenia / Tansania mit hohem Kilimanjaro oder Südafrika mit der Karoo das Projekt verlieren.

Vortrag in Windhoek 19.06.2023

Am 19. Juni präsentierte Prof. Dr. Heino Falcke seine Forschung in einem Vortrag in der Namibisch-Wissenschaftlichen Gesellschaft.

Ein Schwarzes Loch ist ein Objekt, dessen Masse auf ein extrem kleines Volumen konzentriert ist und infolge dieser Kompaktheit in seiner unmittelbaren Umgebung eine so starke Gravitation erzeugt, dass nicht einmal das Licht diesen Bereich verlassen oder durchlaufen kann. Die Masse der Erde auf einen Zentimeter Durchmesser konzentriert würde z.B. ein solches Schwarzes Loch ergeben.
Die äußere Grenze dieses Bereiches wird Ereignishorizont genannt. Nichts kann einen Ereignishorizont von innen nach außen überschreiten – keine Information, keine Strahlung und schon gar keine Materie. Dass ein „Weg nach außen“ nicht einmal mehr denkbar ist, beschreibt die allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein bereits seit 1915 schlüssig.
Man musste die Existenz von Schwarzen Löchern also erst einmal akzeptieren.

Schwarze Löcher - Falcke nutzt dafür gerne den Begriff „Monster der Zerstörung“ - verraten sich schon lange durch ihren Einfluss auf die Umlaufbahnen naher Sterne oder durch hell strahlendes Gas, das ein letztes Mal aufleuchtet, bevor es endgültig im Dunkel verschwindet.

So müsste der Ereignishorizont als kreisförmiger Schatten zu sehen sein – begrenzt durch jene Photonen, die der Schwerkraft gerade noch entkommen konnten.

Im Jahr 2000 prägte Falcke den Begriff „Schatten des Schwarzen Lochs“ für den Effekt der Lichtbeugung um den Ereignishorizont.  Mit Computersimulationen konnte man bereits ideale Schwarze Löcher berechnen.

Die obere Reihe ist für ein rotierendes und die untere Reihe für ein nicht-rotierendes Schwarzes Loch.

Zu diesem Zeitpunkt scheiterte die direkte Beobachtung aber noch daran, dass interstellares Material in der Milchstraße entlang unseres Sehstrahles das Bild bei Wellenlänge um 3mm (86 GHz) wie ein Milchglas - verwäscht.

Doch wie kann man diese mysteriösen Massefresser sichtbar machen, wo sie doch alles Licht verschlucken?

Ganz einfach: Mittels Plasmaströmen, die um das Loch herum sichtbar sind. Sie werden aufgrund der enormen Energie emittiert, die beim Fall der Materie in das Loch freigesetzt wird.

Die höchsten Bildschärfen werden dabei bei den höchsten Frequenzen, also den kürzesten Wellenlängen, erreicht. Man entwickelte also Teleskope, die auf 1,4 mm und man hofft, bald auch bis auf 0,8mm Wellenlänge spähen zu können.
Dann brachte Falcke die Idee eines Netzwerks von Radioteleskopen auf der ganzen Welt ins Leben.

In Frankreich, Spanien, Grönland, den US-Bundesstaaten Arizona und Hawaii, Mexiko, Chile und am Südpol gab es mittlerweile Teleskope, die zusammengeschaltet werden konnten. 8 Teleskope auf 4 verschiedenen Kontinenten. Afrika fehlt.
Er schaffte es dazu in knapp 20 Jahren ca. 250 vielsprachige Diven und Primadonnas zusammen zu bringen, die unterschiedlichsten Fördermittelinhaber mit den ihn eigenen Bürokratien zu motivieren Ressourcen für dieses Projekt bereitzustellen.  Im April 2017 gab es dann die erste Generalprobe.

Die ganze Welt wurde zu einem riesigen Teleskop gemacht!

Das Event Horizon Telescope (EHT) lebt. Der Probelauf zur Koordinierung klappte, Datenströme, Datensicherung, Nachlaufbatterien waren geladen, Weltweit Wetter und 38-Stunden-Schicht waren fokussiert auf „Quelle M 87“ im Gebiet vom Sternbild Jungfrau. 53.490.000 Lichtjahre von der Erde entfernt.

Die mehr als 200 beteiligten Astronomen von 13 Instituten kombinierten die Signale aller acht Teleskope und stimmten sie dazu mithilfe von Atomuhren exakt aufeinander ab. Auf diese Weise enstand ein virtuelles Teleskop, dessen Auflösung einer zweimillionenfachen Vergrößerung entspricht – ausreichend, um einen Tennisball auf dem Mond ausfindig zu machen.

Die Teleskope liefern 2 Petabyte Daten jede Nacht (2.000 TBs / 500 Mio. Seiten Text) aus ihren unterschiedlichen Blickwinkeln, die per Computer kombiniert werden können, um klarere Bilder zu erzeugen. Man rechnete 2 Jahre lang aus diesen Puzzleteilen und dann konnte die Welt zum ersten Mal die kosmische Schwerkraftfalle sehen, eine Aufnahme des Schattens eines Schwarzen Lochs mit einem Radius von knapp 20 Milliarden Kilometern.

Bei der weltweiten Pressekonferenz am 10.04.2019 an 6 Orten gleichzeitig wurde das Manuskript von 348 Autoren vorgestellt. Es wurde bestätigt, dass sich im Zentrum dieser Galaxie M 87 ein supermassereiches Schwarzes Loch mit einer Masse von 6,5 Milliarden Sonnenmassen befindet.

Wenn doch nur die Begeisterung für nicht unmittelbar ökonomisch verwertbare Wissenschaft immer so groß wäre wie bei diesem Ereignis.

In 2022 kam das Bild-Ergebnis von Messungen zu einem errechneten Schwarzen Loch in unserer Milchstraße dazu, welches nur 26.000 Lichtjahre von uns entfernt ist. Das bedeutet, dass Licht mit seiner Geschwindigkeit von knapp 300.000 km pro Sekunde immer 26.000 Jahre braucht, um die Strecke zurückzulegen. Das der Erde nächste Schwarze Loch ist weniger als 1600 Lichtjahre von uns entfernt.

Der "blinde" Fleck Afrika

Aus politischen Gründen – In Südwestafrika herrschte noch Apartheid – baute man die Europäische Südsternwarte in einer angenehmeren Diktatur, in Chile auf dem 2400 m hohen Berg La Silla auf.

Und dass, obwohl das „seeing“ in Namibia etwas besser war.
Das Zentrum unserer Milchstraße und damit das Schwarze Loch SgrA* ist vom Gebiet um den Gamsberg aus bis zu 14 Stunden am Tag „sichtbar“.

Nun ist man sich aber einig, das Afrika in den Sternenbeobachtungsverbund stärker eingebunden werden soll.

Das Africa Millimeter Telescope (AMT)-Projekt

Das Africa Millimeter Telescope (AMT)-Projekt wird gemeinsam von zwei Teams der Radboud-Universität Nijmegen und der Universität Namibia geleitet und zielt auf die Realisierung eines 15-m-Einzelschalen-Radioteleskops auf oder an dem vom Max Planck Institut langfristig gepachteten Gamsberg-Plateau oder auf dem Gelände von H.E.S.S. in Namibia ab.
Es ist – natürlich, für Afrika - ein gebrauchtes schwedisches Radioteleskop (Swedish-ESO Submillimeter Telescope, SEST), welches sich ursprünglich am La-Silla-Observatorium in Chile befand, seit 2003 stillgelegt war und nun nach Afrika verlegt wird.
Damit hätte Namibia die erste Afrikanische Anbindung an das Event Horizon Telescope (EHT) Project und das einzige Radioteleskop im mm-Wellenlängenbereich in Afrika.

Mit dem Standort in Namibia verlängern die Forscher die Gesamtbeobachtungszeit auf die Forschungsrelevanten Schwarzen Löcher und erweitern die Anzahl der Blickwinkel.
Weiteres Ziel des Forscherteams um Heino Falcke ist es, aus im 15-Minuten-Takt aufgenommenen „Schnappschüssen“ einen „Film“ zu erstellen, der die Plasmaströme um das Schwarze Loch in Bewegung zeigt.

Das AMT stellt nicht nur eine wesentliche Verbindung im EHT-Netzwerk dar, sondern bietet als solches einzigartige wissenschaftliche Möglichkeiten für Namibia mit Geldern für Doktoranden und zahlreiche Studien. Indem das Projektteam 80 % der Beobachtungszeit an Namibia spendet, versucht es, die Wirkung des AMT auf Namibia zu maximieren. Die sozialen und wirtschaftlichen Auswirkungen werden durch die Einrichtung eines Bildungs- und Öffentlichkeitsprogramms sowie die Förderung von Innovationen und Spin-offs in Namibia noch verstärkt.

Das nächste Projekt von Prof. Dr. Heino Falcke ist wahrscheinlich ein Radioteleskop auf dem Mond zu installieren.

Photo Wolfgang Paech

Das Buch

Seine spannende Erzählung, wie es zu diesem ersten sichtbaren Beweis eines Schwarzen Loches kam, kann man direkt beim Verlag bestellen oder über die Homepage von Professor Dr. Falcke.
Die Deutsche Ausgabe hat den Titel "Licht im Dunkeln".

„Bleiben Sie fasziniert“ hat mir Prof. Dr. Falcke in sein Buch geschrieben.
Das mit den Finsternissen bezieht sich auf die von mir veranstalteten Sonnenfinsternis Safaris im südlichen Afrika, von denen er einmal die halbstündige Dokumentation im Fernsehen gesehen hat.
Die nächste totale Sonnenfinsternis über Omaruru und Windhoek ist übrigens am 25.11.2030.

So etwas weckt in mir natürlich Expeditions – und Unternehmergeist.
Ich habe also dann gleich angefangen ein Fahrzeug zu bauen, um das Innere aktiver Vulkane zu erkunden. Ein erster Sponsor ist mit Hartlief – einem Fleischproduzenten auch schon gefunden.

Die Tickets kosten daher nur jeweils 249.999 US-Dollar.
Wer bucht?

Wie sie wissen, habe ich das ja alles am Mount Nyiragongo selbst recherchiert, was dazu notwendig ist.
Surfen auf dem Nyiragongo