CSIRO-Analyse bestätigt 2019er Bild des Schwarzen Lochs M87

Ein vierköpfiges Team der CSIRO, Australiens nationaler Wissenschaftsbehörde, hat die Originaldaten des Event Horizon Telescope (EHT) von Grund auf neu verarbeitet und denselben ringförmigen Schatten eines Schwarzen Lochs wiederhergestellt, der erstmals 2019 gezeigt wurde. Das Ergebnis, das am 11. November in Nature veröffentlicht wurde, antwortet auf Forscher, die argumentierten, der Ring sei ein Artefakt der Bildverarbeitung. Es stärkt zudem die Beweise dafür, dass Einsteins allgemeine Relativitätstheorie die Raumzeit um ein Schwarzes Loch präzise beschreibt, berichtete New Scientist.newscientist.com+1

Die Autoren der Arbeit sind Samuel Lai, Nithyanandan Thyagarajan, O. Ivy Wong und Foivos Diakogiannis. Sie berichten, dass ihre Rekonstruktion "eindeutig" einen Ring mit einem Winkeldurchmesser von 42,2 ± 1,5 Mikro-Bogensekunden reproduziert. Diese Größe entspricht einem Schwarzen Loch von etwa 6,5 Milliarden Sonnenmassen, das aus einem Winkel von etwa 20 Grad zu seinem ankommenden Jet betrachtet wird, so die Studie.nature.com

Tripletts statt Paare

Das EHT verbindet Radioteleskope auf der ganzen Welt zu einem virtuellen Teleskop von der Größe der Erde. Es verfügt jedoch nur über eine Handvoll Stationen, und die Atmosphäre verzerrt Signale bei den sehr kurzen Wellenlängen. "Es gibt nur eine Handvoll Teleskope, die über den Globus verteilt sind, was große Lücken in den Messungen hinterlässt, die der Bildgebungsalgorithmus ausfüllen muss", sagte Thyagarajan gegenüber New Scientist.newscientist.com

Die Standardmethode kombiniert Messungen von Teleskoppaaren. Das CSIRO-Team verwendete stattdessen Größen, die als "Closure Invariants" bezeichnet werden und aus jeweils drei Teleskopen gleichzeitig gebildet werden, wodurch Fehler der Instrumente und der Atmosphäre ausgeglichen werden. Sie speisten diese Daten dann in eine Machine-Learning-Bildgebungsmethode namens GenDIReCT ein, die sie mit alltäglichen Bildern von Dingen wie Katzen, Hunden und Autos trainierten, sodass sie "keine Ahnung hatte, wie ein Schwarzes Loch aussieht", schrieben Lai und Thyagarajan in The Conversation. Das Team legte sein Verfahren fest, bevor es die M87-Daten am 4. Dezember 2025 verarbeitete. Eine zweite Methode, die auf traditioneller Statistik basiert, erzeugte dieselbe Struktur.theconversation.com

Antwort an die Skeptiker

Ab 2022 wandte der Astrophysiker Junichiro Makino von der Kobe University zusammen mit seinen Kollegen eine der EHT-eigenen Techniken mit leicht veränderten Annahmen an. Ihr Ergebnis zeigte einen Klumpen von Radiostrahlung anstelle eines Rings, bemerkte das Nachrichtenteam von Nature. Die neuen Bilder stimmen in Durchmesser und Gesamtausrichtung mit den EHT-Ergebnissen überein. Sie unterscheiden sich in feineren Details wie der Ringbreite und der Helligkeitsverteilung um den Ring, so die Autoren.nature.com+1

"Dies ist die erste wirklich unabhängige Validierung des EHT-Bildes, ein wichtiger Schritt im wissenschaftlichen Prozess", sagte Lai in einer CSIRO-Stellungnahme und fügte hinzu, die Aufgabe sei "wie der Versuch, aus dem eigenen Garten ein Foto von einem Donut auf dem Mond zu machen".phys.org

Der Direktor der EHT-Kollaboration, Laurent Loinard, begrüßte die Studie. "Es ist äußerst erfreulich zu sehen, dass GenDIReCT, eine elegante und völlig unabhängige Methode, die Ringstruktur von M87* über mehrere Jahre hinweg wiederherstellt, in hervorragender Übereinstimmung mit den veröffentlichten Ergebnissen der EHT-Kollaboration", sagte er.csiro.au