Tycho-Brahe-Medaille 2023 für Anton Zensus

MPIfR-Direktor erhält prestigeträchtige Auszeichnung der Europäischen Astronomischen Gesellschaft

Prof. J. Anton Zensus vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn wird mit der Tycho-Brahe-Medaille 2023 ausgezeichnet, für bedeutende Fortschritte in der Very Long Baseline Interferometrie, die zu den ersten Bildern der Schatten von supermassereichen Schwarzen Löchern in den Zentren der Galaxie Messier 87 und unserer Milchstraße führten. Die Tycho-Brahe-Medaille der Europäischen Astronomischen Gesellschaft ehrt herausragende Wissenschaftler für die Entwicklung oder Nutzung europäischer Forschungsinstrumente oder für bedeutende Entdeckungen, die weitgehend auf der Arbeit mit solchen Instrumenten beruhen.

Anton Zensus, Direktor am Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) und Leiter der MPIfR-Forschungsabteilung „Radioastronomie / VLBI“, ist bekannt für seine jahrzehntelange Führungsrolle bei der Weiterentwicklung radioastronomischer Beobachtungen mit extremer Winkelauflösung und Empfindlichkeit. In den frühen 1980er Jahren wurde die astronomische Technik der „Very Long Baseline Interferometry“ (VLBI) als sehr leistungsfähiges Instrument, um die Struktur der zentralen Regionen aktiver galaktischer Kerne abzubilden. Zu dieser Zeit war VLBI für Radiowellen im Zentimeterbereich optimiert und erreichte eine Abbildungsgenauigkeit auf der Skala von Lichtjahren. Das war ausreichend, um Details in den Jets zu untersuchen, aber noch nicht, um die Zentralquelle mit dem zentralen Antriebsmechanismus aufzulösen.

Um die Vorhersage zu bestätigen, dass die zentralen Antriebsmechanismen aus supermassereichen Schwarzen Löchern bestehen, sind wesentlich höhere Auflösungen erforderlich, was die Ausweitung von VLBI-Beobachtungen auf kürzere mm-Wellenlängen oder sogar über die Größe der Erde hinaus mit Radioteleskopen in einer Umlaufbahn um die Erde erfordert.

Als Direktor für VLBI am Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) haben Anton Zensus und sein Team diese Herausforderung angenommen und die IRAM-Teleskope auf dem Pico-Veleta in Spanien und dem Plateau de Bure in Frankreich in VLBI-Beobachtungen bei 1,3 mm Wellenlänge interferometrisch eingebunden. Es folgte die Ausweitung auf transatlantische VLBI-Netzwerke, und gemeinsam mit internationalen Partnerorganisationen wurde das „Globale Millimeter-VLBI-Array“ (GMVA) geschaffen, das zuverlässige Forschungsdaten bei 3 mm Wellenlänge lieferte. Der nächste technisch machbare Schritt bestand darin, Teleskope auszuwählen, die bei 1,3 mm Wellenlänge beobachten können, darunter die beiden IRAM-Teleskope, APEX sowie ALMA, und sie mit der erforderlichen Hardware und Software auszustatten. Ebenfalls wurden ersten experimentelle VLBI-Beobachtungen mit Stationen auf beiden Seiten des Atlantiks durchgeführt.

Seit den späten 1970er Jahren haben Berechnungen der Umgebung von Schwarzen Löchern gezeigt, dass der Ereignishorizont eines supermassereichen Schwarzen Lochs als dunkler "Schatten" erscheint, dessen Winkelgröße auf einfache Weise mit der Entfernung des Objekts und seiner Masse vor dem verzerrten Hintergrund der Gasemission der Umgebung zusammenhängt. Die geringe Größe des erwarteten Schattens, selbst für die vielversprechendsten beiden Kandidaten, die Zentralquellen der Galaxie M87 und unserer Milchstraße, bestätigte die seit längerem gehegte Vermutung, dass solche Beobachtungen eine erhebliche Verbesserung der bestehenden Beobachtungssysteme und eine effiziente Zusammenarbeit auf globaler Ebene erfordern würden. Daraus entstand das Projekt „Event Horizon Telescope“ (EHT). Das EHT umfasst VLBI-Beobachtungen bei kurzer Wellenlänge (1,3 mm) mit einer Reihe von Teleskopen, die über Europa, Nord- und Südamerika, Ozeanien und die Antarktis verteilt sind und damit eine Winkelauflösung von 20 Mikrobogensekunden erreichen. Dies war notwendig, um die Schwarzen Löcher in Messier 87 und Sgr A* abbilden zu können.

Die EHT-Messungen bestätigten nicht nur die mit anderen Methoden ermittelten Massen, sondern ermöglichten auch die Abbildung des Schattens des Schwarzen Lochs im Vergleich zur relativistischen Materie, die es bis auf wenige Schwarzschild-Radien umkreist. Das ist deutlich näher zur Zentralquelle als es andere Methoden zulassen, und führt in den Bereich, in dem die Auswirkungen der Allgemeinen Relativitätstheorie am deutlichsten sind. Anton Zensus spielte von Anfang an eine wichtige und grundlegende Rolle, am sichtbarsten in seiner entscheidenden Funktion als Gründungsvorsitzender des EHT-Vorstands. Ihm gelang es, die notwendigen, aber komplexen Synergien zwischen verschiedenen zunächst konkurrierenden Gruppen in Europa, den USA und Asien zu vermitteln und aufrechtzuerhalten, was letztlich den Weg für den Erfolg des EHT ebnete.

"Ich freue mich sehr, in diesem Jahr mit der Tycho-Brahe-Medaille der Europäischen Astronomischen Gesellschaft geehrt zu werden. Sie würdigt unsere Bemühungen, immer näher an die innersten Regionen und die zentralen Antriebsquellen der aktiven galaktischen Kerne heranzukommen, was schließlich zu den Schatten der supermassereichen Schwarzen Löcher in den Zentren unserer Milchstraße und der gigantischen Galaxie Messier 87 führt", schließt Anton Zensus.

 

Biographische Notiz:

Prof. Dr. J. Anton Zensus promovierte an der Universität Münster und arbeitete als Postdoktorand und wissenschaftlicher Mitarbeiter am California Institute of Technology und am National Radio Observatory. Anton Zensus ist bekannt für ein innovatives Forschungs- und Technologieprogramm, insbesondere für seine führenden Beiträge zur Erforschung aktiver galaktischer Kerne (AGN) und ihrer zentralen Radioquellen und Jets mittels interkontinentaler Interferometrie (Very Long Baseline Interferometry, VLBI). Zusammen mit seinen Mitarbeitern hat er bahnbrechende technologische und methodische Durchbrüche erzielt, darunter entscheidende Verbesserungen der VLBI-Beobachtung von polarisierten Quellen, genaue Positionsmessungen aus VLBI-Daten und eine detaillierte Analyse der zweidimensionalen Struktur der Radioemission. Zensus und sein Team haben mehrere Generationen digitaler Aufnahmegeräte entwickelt, sie haben einen leistungsstarken VLBI-Korrelator entwickelt und betrieben, der Weltraum- und mm-VLBI-Daten verarbeiten kann, und sie haben entscheidende Komponenten für die Einbindung von ALMA ins VLBI-Netzwerk geliefert. Als Gründungsvorsitzender des Vorstands der EHT-Kollaboration hat Anton Zensus wichtige Beiträge zu allen Aspekten dieses Forschungsprogramms geleistet.