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Zentrum für Weltraumforschung

Schwarze-Löcher-Physik & Extreme Gravitation
Astrophysik

Schwarze-Löcher-Physik & Extreme Gravitation

Erforschung der Ereignishorizonte supermassereicher und stellarer Raumzeitsingularitäten.

Sgr A* Masse4,154 ± 0,014 × 10⁶ M☉
M87* Masse6,5 ± 0,7 × 10⁹ M☉
EHT-Winkelauflösung20 Mikro-Bogensekunden
Bestätigte Gravitationswellen-Verschmelzungen90+ Ereignisse

Singularitäten, Ereignishorizonte & Relativistische Akkretion

Entstanden durch katastrophalen Gravitationskollaps oder den direkten Kollaps von Primärkeimen im frühen Universum, krümmen schwarze Löcher die Raumzeit so extrem, dass innerhalb ihres Ereignishorizonts nichts – nicht einmal Licht – entkommen kann. Unter Verwendung globaler Interferometrienetzwerke wie dem Event Horizon Telescope (EHT) und Hochenergie-Observatorien wie Chandra und NuSTAR untersuchen Forscher relativistische Jets, Akkretionsscheibenphysik, Photonenringe und die thermodynamische Entropie schwarzer Löcher.

Bahnbrechende Entdeckungen

Bild von Sagittarius A* im polarisierten Licht

2024

Das EHT enthüllte starke, organisierte, spiralförmige Magnetfelder um das zentrale 4,1-Millionen-Sonnenmassen-Schwarze Loch der Milchstraße.

Erster direkter Schatten von M87*

2019

Globale Millimeter-VLBI bildete den asymmetrischen Photonenring des 6,5-Milliarden-Sonnenmassen-Schwarzen Lochs in Messier 87 ab.

Schwerste Verschmelzung binärer Schwarzer Löcher (GW190521)

2020

LIGO/Virgo detektierte eine Verschmelzung von 85 + 66 Sonnenmassen, die einen 142 Sonnenmassen schweren Überrest in der Massenlücke der Paarinstabilität bildete.

Hochenergie- und interferometrische Methoden

Very Long Baseline Interferometry (VLBI)

Synthetisiert ein erdgroßes Teleskop-Array, um eine mikro-bogensekündliche Winkelauflösung bei 1,3 mm / 230 GHz zu erreichen.

Röntgenreflexions- und Reverberationsmapping

Misst die Zeitverzögerung von koronalen Röntgenstrahlen, die von der innersten stabilen Kreisbahn (ISCO) reflektiert werden.

Gravitationswellen-Ringdown-Analyse

Analysiert quasinormale Modenfrequenzen verschmelzender schwarzer Löcher, um das „No-Hair-Theorem“ zu testen.

Kernfragen der theoretischen Forschung

Wie haben supermassereiche Schwarze Löcher innerhalb der ersten Milliarde Jahre nach dem Urknall Milliarden Sonnenmassen erreicht?
Was ist die exakte Spin- und Magnetfeldkonfiguration, die ultrarelativistische Plasmastrahlen in aktiven galaktischen Kernen antreibt?
Wie wird Quanteninformation während der Hawking-Strahlungsverdampfung erhalten (Das Informationsparadoxon schwarzer Löcher)?
Befinden sich mittelschwere Schwarze Löcher (100 bis 100.000 Sonnenmassen) in den Kernen dichter Kugelsternhaufen?

Kooperierende Einrichtungen

Event Horizon Telescope (EHT)
Chandra X-Ray Observatory
NuSTAR
LIGO-Virgo-KAGRA
ALMA