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Was haben wir Menschen mit den Sternen gemeinsam? Menschen werden geboren, leben und sterben eines Tages – Sterne ebenso. Aber bei Sternen passiert alles über kosmologisch lange Zeitskalen und mit…

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Gruber-Kosmologiepreis 2022: Frank Eisenhauer für seine technologischen Innovationen ausgezeichnet

In diesem Jahr wird Frank Eisenhauer, ORIGINS-Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, mit dem Gruber-Kosmologiepreis für die revolutionäre Entwicklung von Instrumenten ausgezeichnet, die unwiderlegbare Hinweise auf die Existenz eines Schwarzen Lochs im Zentrum unserer Galaxie gesammelt haben. Mit der Auszeichnung wird die „beispiellose und exquisite“ Präzision seiner Instrumente gewürdigt.

Bild von Frank Eisenhauer

ORIGINS-Wissenschaftler Frank Eisenhauer ermöglichte den Nobelpreis der Physik 2020.

Im Jahr 2018 beobachtete das GRAVITY-Experiment den Verlauf verschiedener Phänomene in der Nähe von Sagittarius A*, oder Sgr A*, einem supermassereichen und daher gravitativ gefräßigen, unsichtbaren Objekt im Zentrum unserer Galaxie. Dank Eisenhauers technischer Innovationen fand das GRAVITY-Team heraus, dass die Bewegung von Sternen und Gas in der Nähe des galaktischen Zentrums mit theoretischen Vorhersagen übereinstimmt, die mit der Existenz eines Schwarzen Lochs vereinbar sind.

GRAVITY geht auf ein früheres Experiment zurück

Frank Eisenhauer entwickelte eine bahnbrechende Technologie für die abbildende Spektroskopie – die Messung, wie Materie die Absorption und Emission von Licht beeinflusst. Das Instrument ist ein Teil von SINFONI, dem „Spectrograph for INtegral Field Observations in the Near Infrared“ am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte ESO auf dem Mount Paranal in Chile. Eisenhauers Entwürfe revolutionierten in der Tat mehrere Arten von Instrumenten, darunter abbildende Detektoren, Lasermesstechnik und die gleichzeitige interferometrische Beobachtung von zwei Objekten.  Im Jahr 2003 begann SINFONI mit der Beobachtung von Sternen, die unter dem großen Gravitationseinfluss von Sgr A* ihre extrem schnellen, stark exzentrischen Bahnen ziehen.

Zwei Jahre später diskutierte die Gruppe deutscher und französischer Forscher um Eisenhauer und Reinhard Genzel, Stefan Gillessen, Pierre Lena, Guy Perrin und Thibaut Paumard, die Möglichkeit, den Vorbeiflug des Sterns S2 am galaktischen Zentrum im Jahr 2018 zu beobachten. Durch die Kombination aller vier 8-Meter-Teleskope am Paranal (durch einen Prozess, der Interferometrie genannt wird) könne das Experiment die tausendfache Verbesserung der Empfindlichkeit gegenüber früheren Interferometern erreichen, die notwendig ist, um die relativistischen Effekte nahe SgrA* zu messen.

Seine technologischen Innovationen verändern die Astronomie

„Dieses Projekt wurde von einigen als technisch unmöglich angesehen“, schrieb einer der Wissenschaftler, die Eisenhauer für den diesjährigen Gruber-Kosmologiepreis vorgeschlagen haben. Die Befürworter des Projekts argumentierten jedoch, dass, selbst wenn das Experiment seine Ziele nicht erreichen sollte, jeder technologische Fortschritt von allgemeinem Nutzen sein würde.

GRAVITY hat alle Ziele erreicht und ermöglicht seit 2017 die präzise Messung der Effekte der allgemeinen Relativitätstheorie von Sgr A* auf S2, die Messung der Entfernung zwischen der Sonne und dem galaktischen Zentrum mit einer Genauigkeit, die zehnmal höher ist als bei früheren Messungen, sowie ein Test von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie unter Verwendung supermassereicher schwarzer Löcher mit der bisher höchsten Präzision. Mittlerweile benützen auch andere Astrophysiker das GRAVITY-Instrument, etwa um entfernte Galaxien, schwarze Löcher in den Zentren naher Galaxien, Sterne und Exoplaneten zu untersuchen.

Eisenhauer wird den mit 500.000 Dollar dotierten Preis sowie eine goldene Preisträgernadel bei einer Zeremonie am 2. August auf der XXXI. Generalversammlung der Internationalen Astronomischen Union in Busan, Korea, entgegennehmen.

MPE Pressemitteilung und weitere Infos