Astronomen ist eine bahnbrechende Beobachtung gelungen: Sie haben das erste direkte Radiobild von zwei supermassereichen Schwarzen Löchern in einer Umlaufbahn aufgenommen. Diese visuelle Bestätigung, beobachtet im Quasar OJ287 in etwa 5 Milliarden Lichtjahren Entfernung, löst eine jahrzehntelange wissenschaftliche Vorhersage auf und liefert die bisher überzeugendsten Beweise für die Existenz von binären Schwarzen Loch-Systemen. Quasare, bekannt für ihre intensive Leuchtkraft, die durch Materie erzeugt wird, die um zentrale supermassereiche Schwarze Löcher wirbelt, sind seit langem Gegenstand von Studien, aber die Auflösung zweier solch eng beieinander liegender Objekte war bisher ein unerreichbares Ziel.
Während frühere Fortschritte, wie z. B. Gravitationswellendetektionen, indirekte Beweise für binäre Schwarze Löcher und deren endgültige Verschmelzungen lieferten, war die eindeutige visuelle Identifizierung zweier umlaufender Objekte innerhalb eines Quasars technologisch nicht machbar. Teleskopen fehlte die notwendige Auflösung, um zwischen zwei eng beieinander liegenden Schwarzen Löchern zu unterscheiden; sie wurden oft als ein einziger leuchtender Punkt wahrgenommen. Der Quasar OJ287 hat jedoch eine einzigartige Beobachtungsgeschichte, die bis ins späte 19. Jahrhundert zurückreicht und einen langen Beobachtungszeitraum bietet, noch bevor der theoretische Rahmen für Schwarze Löcher existierte.
Das wissenschaftliche Interesse an OJ287 intensivierte sich 1982, als ein wiederkehrender 12-Jahres-Zyklus in seinen Helligkeitsschwankungen festgestellt wurde. Diese Periodizität deutete stark auf die Anwesenheit zweier Schwarzer Löcher in einer Umlaufbahn hin, die jeweils umliegendes Material ansogen. Diese Hypothese löste jahrzehntelange sorgfältige Überwachung durch zahlreiche Astronomen aus, die darauf abzielten, die Theorie zu validieren und die Koexistenz dieser beiden massiven Gravitationskörper im selben galaktischen Kern endgültig zu beweisen.
Der entscheidende Durchbruch gelang durch eine hochentwickelte Radiobeobachtungskampagne, die bodengestützte Teleskope mit dem RadioAstron (Spektr-R)-Satelliten integrierte. RadioAstron, das zwischen 2011 und 2019 operierte, erweiterte seine Umlaufbahn auf fast die halbe Entfernung zum Mond und verschaffte den Astronomen eine beispiellose Beobachtungs schärfe, die etwa 100.000 Mal größer ist als die konventionelle optische Bildgebung.
Beim Vergleich des neu erworbenen Radiobildes mit bestehenden theoretischen Modellen stellten die Forscher eine bemerkenswerte Übereinstimmung fest. Das Bild zeigte deutlich zwei getrennte supermassereiche Schwarze Löcher genau dort, wo sie rechnerische Vorhersagen platziert hatten. Obwohl Schwarze Löcher selbst aufgrund ihrer immensen Schwerkraft nicht nachweisbar sind, wird ihre Anwesenheit durch die energiereichen Teilchenstrahlen, die sie aussenden, oder durch das glühende Gas, das sie umgibt, abgeleitet.
Darüber hinaus enthüllte die fortschrittliche Bildgebung eine auffällige Eigenschaft des Strahls des kleineren Schwarzen Lochs: Er erschien „verdreht wie der Strahl eines rotierenden Gartenschlauchs“. Dieses Phänomen wird den intensiven Gravitationskräften und der hohen Geschwindigkeit des kleineren Schwarzen Lochs während seiner Umlaufbahn um seinen größeren Begleiter zugeschrieben. Wissenschaftler erwarten, dass diese Orbitalbewegung dazu führen wird, dass der Strahl eine seitwärts gerichtete Bewegung aufweist, ähnlich einem kosmischen Schwanz, was eine seltene und dynamische Gelegenheit bietet, die sich entwickelnden Wechselwirkungen eines binären Schwarzen Loch-Systems in Echtzeit zu beobachten.