Zwei Schwarze Löcher gemeinsam fotografiert

Es ist historisch: Zwei schwarze Löcher wurden soeben zusammen fotografiert

Am 9. Oktober 2025 veröffentlichte ein internationales Team ein Radiobild, das zum ersten Mal zwei supermassereiche schwarze Löcher zeigt, die sich in demselben Orbit innerhalb des Blazars OJ287 befinden – eine Entdeckung, die das Team als historisch bezeichnet und die ein langjähriges astronomisches Rätsel löst. Die beiden kompakten Radioquellen befinden sich genau dort, wo unabhängige Bahnmodelle sie vorhersagten, und der kleinere Begleiter scheint einen korkenzieherartigen Jet auszustoßen, der so aussieht, als würde ein Gartenschlauch geschwenkt, während er Teilchen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit versprüht. Diese Interpretation und das Bild selbst basieren auf der Radiointerferometrie mit sehr langen Basislinien (VLBI), die erdgebundene Teleskope mit archivierten Weltraum-Radiodaten kombinierte und mit jahrzehntelangen Vorhersagen zu Timing und optischen Ausbrüchen (Flares) für OJ287 übereinstimmt.

Es ist historisch: Zwei schwarze Löcher in OJ287

OJ287 ist seit mehr als einem Jahrhundert Fluch und Verheißung für Astronomen zugleich: Das Objekt war auf archivierten Fotoplatten aus dem 19. Jahrhundert sichtbar, und seit den 1980er Jahren wird argumentiert, dass sein regelmäßiges 12-Jahres-Muster heller optischer Ausbrüche von einem binären System aus schwarzen Löchern herrührt. Dieses Modell – über Jahrzehnte von Gruppen unter der Leitung der University of Turku, des Tata Institute und anderen verfeinert – sagte den Zeitpunkt und die Geometrie wiederholter Flares voraus, und das neue Radiobild verortet zwei kompakte Radioemitter genau dort, wo diese Modelle das primäre und das sekundäre schwarze Loch platzieren. Für viele Forscher ist dies die erste direkte räumliche Bestätigung dafür, dass die Helligkeitsschwankungen tatsächlich von einem gebundenen Paar und nicht von einem einzelnen, präzedierenden Jet stammen.

Es ist historisch: Zwei schwarze Löcher – Instrumente und Bildgebungstechnik

Die Erfassung zweier schwarzer Löcher in einem gemeinsamen Orbit erforderte die schärfsten verfügbaren Radioaugen. Das Team nutzte die Radiointerferometrie mit sehr langen Basislinien (VLBI) und kombinierte Signale eines internationalen Netzwerks von Bodenteleskopen mit weltraumgestützten Basislinien der Mission RadioAstron (Spektr-R), deren Antenne einst etwa die halbe Entfernung zum Mond erreichte und so die Winkelauflösung drastisch verbesserte. Dieser VLBI-Datensatz aus Boden und Weltraum liefert ein effektives Auflösungsvermögen, das der Abbildung einer Münze auf dem Mond entspricht, und war entscheidend, um die beiden kompakten Radioquellen im hellen Kern von OJ287 zu trennen. Entscheidend ist, dass die schwarzen Löcher aus ihren Radiojets und kompakten Hotspots in der interferometrischen Karte abgeleitet werden – die Löcher selbst bleiben unsichtbar und werden nur durch die hochenergetischen Strukturen offenbart, die sie aussenden.

Massen, Abstand und was das Bild über die Gravitation verrät

Als Ableitung aus diesen gemessenen Massen und der 12-jährigen Periode ergibt die keplersche Dynamik eine grobe große Halbachse in der Größenordnung von 1–2×10^4 Astronomischen Einheiten (etwa 0,05–0,1 Parsec oder einige Zehntel Lichtjahre). Diese Zahl ist eine ungefähre Newtonsche Schätzung, die aus den veröffentlichten Massen und der Umlaufzeit abgeleitet wurde, und sollte eher als physikalische Größenordnung denn als direkte Messung im Radiobild verstanden werden. Der wichtige Punkt ist, dass das Paar für astronomische Verhältnisse extrem kompakt ist, und bei der Entfernung von OJ287 – etwa fünf Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt – ist ihr Winkelabstand am Himmel winzig, weshalb VLBI mit Weltraum-Basislinien erforderlich war, um sie aufzulösen.

OJ287 wurde bereits als Labor zum Testen der Allgemeinen Relativitätstheorie genutzt: Vorhergesagte Einschlags-Flares und die Periastron-Präzession im Binärmodell haben indirekte Tests der relativistischen Dynamik und des Energieverlusts durch Gravitationswellen ermöglicht. Das neue direkte Bild ersetzt diese Tests an sich nicht, aber es verankert die Geometrie des Systems im Raum und gibt Beobachtern die seltene Chance, die relativistische Orbitalbewegung und die sich ändernde Jet-Orientierung in Echtzeit zu verfolgen – eine direkte Untersuchung der Gravitation in starken Feldern, der Raumzeit-Präzession und der Kopplung zwischen Orbit und Akkretionsphysik.

Jet-Verhalten, Mehrdeutigkeit und warum Nachbeobachtungen wichtig sind

Was das Bild für zukünftige Beobachtungen und Gravitationswellen bedeutet

Das Finden eines auflösbaren supermassereichen Binärsystems auf Parsec- oder Sub-Parsec-Ebenen ist ein bedeutendes Ereignis für die Multi-Messenger-Astronomie. Systeme wie OJ287 sind Kandidaten für die Emission von Nanohertz-Gravitationswellen, die Pulsar-Timing-Arrays zu messen versuchen. Ein räumlich lokalisiertes und modelliertes Binärsystem bietet einen astrophysikalischen Anker für diese niederfrequenten Suchen und gibt Theoretikern ein präzises Ziel für die Vorhersage von Wellenformen und Inspirals-Zeiten. Auf kürzeren Zeitskalen wird die Überwachung der Jet-Orientierung im Verlauf des Orbits Modelle zum Jet-Ausstoß, zur magnetischen Geometrie und zu den Wechselwirkungen zwischen Scheibe und Sekundärobjekt testen; Forscher planen bereits VLBI-Nachbeobachtungen, die das erwartete „Wackeln“ des sekundären Jets durch mehrere Phasen seines 12-jährigen Orbits verfolgen werden.

Wie dieses Bild langjährige Fragen beantwortet

Man hat sich jahrzehntelang gefragt, ob aktive galaktische Kerne, die periodische Helligkeitsschwankungen zeigen, zwei schwarze Löcher verbergen oder nur eine komplexe Akkretions- und Jet-Physik. Das Bild von OJ287 klärt nicht im Alleingang jede Alternative, aber es liefert eine räumliche Bestätigung, die mit einer langen Geschichte von Timing-Vorhersagen übereinstimmt – etwas, das indirekte Tests niemals vollständig leisten konnten. Durch die Verknüpfung der Radio-Hotspots mit unabhängig abgeleiteten Bahnmodellen reduziert die Arbeit den praktikablen Parameterraum für alternative Erklärungen mit nur einem schwarzen Loch und setzt einen neuen Beobachtungsmaßstab für Studien zur Entwicklung binärer Systeme, zur relativistischen Präzession und zur Reaktion von Jets auf Orbitalbewegungen.

Nächste Schritte und worauf zu achten ist

Da die Behauptung auf einer komplexen VLBI-Rekonstruktion und auf dem Abgleich modellierter Orbitalphasen beruht, wird sich das Feld nun der Verifizierung zuwenden. Das bedeutet mehr VLBI mit dichter Basislinienabdeckung, neue Weltraum-VLBI-Konzepte, die Basislinien auf RadioAstron-Niveau wiederherstellen, Multiwellenlängen-Kampagnen zur Verknüpfung der Radiostruktur mit optischen und Röntgen-Flares sowie eine sorgfältige polarimetrische Überwachung, um zu testen, ob die verdrehte Struktur wirklich ein rotierender Jet ist. Wenn wiederholte Bildgebungen zeigen, dass der Jet des Sekundärobjekts so schwingt, wie es aktuelle Modelle vorhersagen, wird der Fall von höchst überzeugend zu unumstößlich übergehen – und OJ287 wird zum am nächsten liegenden Beispiel für ein direkt beobachtetes, sich langsam entwickelndes Labor für supermassereiche Binärsysteme werden.

Quellen

• University of Turku (Pressemitteilung und Forschungsmaterialien zu OJ287)
• The Astrophysical Journal (Peer-Review-Fachartikel, der die Radio-Bildgebungsergebnisse beschreibt)
• RadioAstron / Spektr-R Mission (Weltraum-VLBI-Observatorium, das im Datensatz verwendet wurde)
• Astronomy & Astrophysics (VLBI-Jet- und Polarisationsstudien, Veröffentlichungen des Event Horizon Telescope Teams)