Wir leben im inneren Rand eines der Spiralarme der Milchstraße, eine schimmernde Kurve vor tintenschwarzer Dunkelheit. Reisen Sie Tausende von Lichtjahren in eine Richtung, vorbei an unzähligen Sternen, unzähligen Planeten und unzähligen Monden, und Sie würden den äußeren Rand der Milchstraße erreichen, wo die letzten Teile unserer Galaxie der ausgedehnten Stille der Galaxie weichen intergalaktische Medium. Reisen Sie etwa die gleiche Strecke in die andere Richtung, vorbei an noch mehr Sternen, Planeten und Monden, durch glitzernde Staubwolken, und Sie landen im Herzen der Galaxie, an einem der mysteriösesten Wahrzeichen des Universums.
Zum ersten Mal in der Geschichte der Menschheit muss man sich das nicht vorstellen. Mit Teleskopen, die stark genug sind, um unsere Wahrnehmung über unergründliche Entfernungen auszudehnen, haben Astronomen eine kosmische Postkarte erstellt: das allererste Bild des supermassiven Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße.
Siehe Schütze A* (ausgesprochen „A-Stern“), ein Himmelsobjekt, das die Masse von 4 Millionen Sonnen hat, aber bequem in die Umlaufbahn von Merkur, dem sonnennächsten Planeten, passen könnte.
Das Bild stammt aus Beobachtungen eines Netzwerks von Radioteleskopen, die sich über vier Kontinente erstrecken, als Teil eines Projekts namens Event Horizon Telescope. Dies ist erst das zweite Mal, dass Astronomen im Rahmen dieser Bemühungen eines dieser Objekte so detailliert aufgenommen haben. Das erste Bild des supermassiven Schwarzen Lochs im Zentrum der nahen Galaxie Messier 87, kurz M87, wurde 2019 mit großem Tamtam veröffentlicht. Einstein hatte die Existenz von Schwarzen Löchern – unsichtbare Punkte in der Leere, wo die Schwerkraft das eigentliche Gefüge des Weltraums verzerrt – vor mehr als einem Jahrhundert vorhergesagt, und hier war endlich ein fotografischer Beweis dafür. Dieses Bild markierte eine enorme Errungenschaft auf dem Gebiet der Wissenschaft. Aber dieser von Sagittarius A* fühlt sich etwas anders an, spezieller. Astronomen glauben, dass supermassereiche Schwarze Löcher im Zentrum der meisten großen Galaxien sind, was bedeutet, dass das Universum voll von diesen Objekten ist. Aber dieser ist uns am nächsten. Dieser ist unsere.
„Ich glaube nicht, dass ich jemals eine emotionale Bindung zu M87 hatte“, sagte mir Feryal Özel, eine Astrophysikerin an der University of Arizona, die am Event Horizon Telescope arbeitet. Özel hat den größten Teil ihrer Karriere damit verbracht, Schütze A* zu studieren und es zu versuchen um seine besondere Natur und Macken zu verstehen. Dieses hier, sagte sie, „Ich habe das Gefühl, ich weiß es.“
Und trotzdem sehen wir Schütze A* nicht wirklich, nicht wirklich. Astronomen können kein echtes Bild machen – wie wir Nicht-Astronomen es sehen würden –, weil Schwarze Löcher per Definition unsichtbar sind. Das heute veröffentlichte Foto zeigt also nicht das Schwarze Loch selbst. Astronomen haben Schütze A* als Silhouette eingefangen. Das Bild zeigt den Schatten, den das immens dichte Schwarze Loch auf das leuchtende kosmische Gas wirft, das es umgibt. Wie das Schwarze Loch in M87 ähnelt Sagittarius A* einem Donut. Tatsächlich hat es eine unheimliche Ähnlichkeit mit Kirsch-Käse-Gebäck, das auf der Pressekonferenz serviert wurde, die Astronomen in Washington, DC abhielten, um das Ergebnis zu enthüllen.
Astronomen machten die Beobachtungen, die dieses Bild im Frühjahr 2017 produzierten. Acht bodengestützte Teleskope – jeweils zwei in Hawaii und Chile und jeweils eines in Arizona, Mexiko, Spanien und der Antarktis – scannten den Himmel mehrere Tage lang im Tandem. Die auf Hunderten von Computerlaufwerken gespeicherten Beobachtungen wurden dann an Labore in den Vereinigten Staaten und Deutschland geschickt, wo Wissenschaftler wie Archäologen an einer Ausgrabungsstätte über den Daten brüteten und das Rauschen wegwischten, um das Signal eines supermassiven Schwarzen Lochs auszugraben. Sie hatten einen ähnlichen Prozess verfolgt, um das Schwarze Loch von M87 zu enthüllen, das während desselben Laufs im Jahr 2017 beobachtet wurde.
Aber es war weitaus schwieriger, Schütze A* herauszulocken. Das supermassereiche Schwarze Loch in M87 ist 1.500 Mal massereicher als Sagittarius A*, was bedeutet, dass die kosmische Materie um es herum eher langsam umkreist und auf der Zeitskala von Tagen flimmert. Das Zeug um den kleineren Sagittarius A* herum bewegt sich schneller und ändert sich innerhalb von Stunden oder sogar Minuten, was die Aufnahme der Umgebung schwieriger macht, sagte mir Özel. Obgleich Schütze A* nur 27.000 Lichtjahre von der Erde entfernt ist – und „nur“ ist durchaus angemessen, wenn man bedenkt, dass das Schwarze Loch in M87 55 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt ist –, ist unser supermassereiches Schwarzes Loch schwieriger zu erreichen sehen. „Wir blicken durch alles, was sich zwischen uns und dem Zentrum der Galaxie befindet, während wir bei M87 nach außen und weg von der Milchstraße blicken“, sagte Özel. All das kosmische Zeug zwischen uns und dem galaktischen Zentrum kann dazu führen, dass das vom galaktischen Zentrum kommende Licht in den Daten verzerrt erscheint. „Wir mussten diesen Effekt wirklich verstehen und richtig von unseren Bildern abziehen“, sagte Özel.
Das neue Bild ist ein weiterer Beweis dafür, dass das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie genau das ist. Einstein veröffentlichte 1916 die Theorien, die die Existenz solcher Objekte vorhersagten, aber die ersten wirklichen Beobachtungskampagnen begannen erst in den 1970er Jahren. In diesem Jahrzehnt entdeckten Astronomen im galaktischen Zentrum eine mysteriöse, kompakte Quelle von Radioemissionen, die aussah, als könnte es sich um ein Schwarzes Loch handeln, „aber damals glaubten uns nicht viele Menschen“, so Reinhard Genzel, Astrophysiker am Max-Planck-Institut für Außerirdische Sagte mir ein Physiker, der Schütze A* studiert, aber nicht an der neuesten Forschung beteiligt war. Es würde Jahrzehnte zusätzlicher Forschung erfordern, um zu zeigen, dass es keine andere Erklärung für das mysteriöse Objekt im Kern der Milchstraße gibt. In den letzten Jahren haben Teams um Genzel und die UCLA-Astrophysikerin Andrea Ghez einige der Sterne, die dem Schwarzen Loch am nächsten sind und die aus unserer Sicht wild um einen unsichtbaren Punkt im Weltraum zu schwingen scheinen, sehr detailliert eingefangen. Im Jahr 2020 teilten sich Genzel und Ghez den Nobelpreis für Physik für den überzeugendsten Beweis für die Existenz des zentralen Schwarzen Lochs der Milchstraße.
Und das galaktische Zentrum, haben Forscher herausgefunden, ist ein seltsamer Ort. Sie waren beispielsweise überrascht, als sie herausfanden, dass die meisten Sterne, die sich in der Nähe von Sagittarius A* gruppieren, eher jung als alt sind, eine Entdeckung, die allem widerspricht, was Astronomen über Sternentstehung verstehen. „Das bedeutet, dass die Sterne sehr nahe am Schwarzen Loch entstanden sein müssen“, sagte mir Tuan Do, ein Astrophysiker an der UCLA, der das galaktische Zentrum untersucht. Aber Schütze A* „erzeugt in dieser Region enorme Schwerkraft, also sollten Gaswolken, die Sterne bilden, in dieser Region auseinandergerissen werden.“ Vielleicht vor langer Zeit, vor zig Millionen Jahren, war das Schwarze Loch von einer wirbelnden Gasscheibe umgeben, die sich so schnell drehte, dass sich Gasblasen zu Sternen entzündeten. Diese Umgebung ist heute verschwunden; Sagittarius A* gilt, was supermassive Schwarze Löcher angeht, als relativ ruhig.
Leise bedeutet nicht langweilig. Obwohl Einsteins Theorien zur Entdeckung von Schwarzen Löchern führten, wissen Wissenschaftler immer noch nicht, ob die Regeln der Schwerkraft, wie wir sie verstehen, unter solch extremen, unbekannten Bedingungen gelten. Das Ergebnis von 2019 zeigte, dass der Schatten eines Ereignishorizonts wie vorhergesagt kugelförmig ist. Aber „unsere besten Theorien greifen immer noch zu kurz“, sagte mir Ghez. „Schwarze Löcher stellen diesen grundlegenden Zusammenbruch unseres Verständnisses der Funktionsweise der Schwerkraft dar“, sagte sie. Sagittarius A* streckt einige nahe gelegene Himmelsobjekte wie Toffee, wie es schwarze Löcher gewöhnlich tun, aber diese Objekte sind Hunderte Male größer als Modelle vorhersagen. Und Wissenschaftler sind noch weit davon entfernt, zu verstehen, was sich im Inneren eines Schwarzen Lochs abspielt, jenseits dieses Punkts, an dem es kein Zurück mehr gibt.
Selbst in diesem sehr seltsamen Teil unserer kosmischen Nachbarschaft könnten Sterne Planeten beherbergen, Welten, die von dem ausgeprägten Chaos ihrer Umgebung geprägt sind. „Wir sehen Doppelsternsysteme im galaktischen Zentrum, was bedeutet, dass zwei Sterne trotz der starken Gezeitenkräfte des Schwarzen Lochs und der chaotischen Umgebung aneinander gebunden bleiben können“, sagt Jessica Lu, eine Astrophysikerin an der UC Berkeley, die Sternentstehung untersucht im galaktischen Zentrum, sagte mir. „Also können sich vielleicht auch Planeten bilden und überleben.“ Im galaktischen Zentrum wären die wenigen leeren Lichtjahre, die unsere Sonne von ihrem nächsten stellaren Nachbarn trennen, voller Sterne. Und an einem Nachthimmel im Zentrum der Milchstraße würden diese Sterne so hell wie Vollmonde erscheinen. „Wir könnten sie in angemessener Zeit besuchen, und unser Stern könnte Gefahr laufen, von einem anderen Stern getroffen zu werden“, sagte Do. „Wahrscheinlich wären wir alle Astronomen, weil uns viel mehr interessieren würde, was am Himmel passiert.“
Für Ghez ist das neue Bild von Sagittarius A* ein wichtiger Beitrag zur Astrophysik. Das ist ihre Antwort, wenn sie wie eine Wissenschaftlerin denkt. Wenn sie sich einen Moment Zeit nimmt, um die Arbeit auf eine andere, sentimentalere Weise zu betrachten, schätzt sie „die Tatsache, dass wir als Menschen, die so begrenzt und klein sind, dieses Verständnis für Dinge haben können, die so gewaltig sind.“ Und nicht nur das, sondern eine Art Verwandtschaft damit zu empfinden. „Ich liebe es, darüber zu reden unsere Galaxieim Gegensatz zu ter Milchstraße,” Sie sagte. „Es ist unser Zuhause.“