Supermassereiches Schwarzes Loch spuckt Materiestrahl in einzigartigem Bild aus

Eskere Guru

Schwarze Löcher können nicht nur alles einziehen, was ihnen zu nahe kommt, sondern gelegentlich auch Materie mit sehr hoher Geschwindigkeit ausstoßen. Wenn sich Staub- und Gaswolken dem Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs nähern, fällt ein Teil davon nach innen, ein Teil kann jedoch in hochenergetischen Ausbrüchen nach außen umgelenkt werden, was zu dramatischen Materiestrahlen führt, die mit annähernd Lichtgeschwindigkeit herausschießen. Die Jets können sich über Tausende von Lichtjahren ausbreiten, wobei ein Jet aus jedem der Pole des Schwarzen Lochs in einem Phänomen austritt, von dem angenommen wird, dass es mit der Drehung des Schwarzen Lochs zusammenhängt.

Wissenschaftler, die den kompakten Radiokern von M87 beobachteten, haben neue Details über das supermassereiche Schwarze Loch der Galaxie entdeckt. In der Konzeption dieses Künstlers ist der massive Strahl des Schwarzen Lochs zu sehen, der aus der Mitte des Schwarzen Lochs aufsteigt. Die Beobachtungen, auf denen diese Illustration basiert, stellen das erste Mal dar, dass der Jet und der Schatten des Schwarzen Lochs zusammen abgebildet wurden, was den Wissenschaftlern neue Einblicke gibt, wie Schwarze Löcher diese mächtigen Jets starten können.
Wissenschaftler, die den kompakten Radiokern von M87 beobachteten, haben neue Details über das supermassereiche Schwarze Loch der Galaxie entdeckt. In der Konzeption dieses Künstlers sieht man den massiven Materiestrahl des Schwarzen Lochs aus der Mitte des Schwarzen Lochs aufsteigen. Die Beobachtungen, auf denen diese Illustration basiert, stellen das erste Mal dar, dass der Jet und der Schatten des Schwarzen Lochs zusammen abgebildet wurden, was den Wissenschaftlern neue Einblicke gibt, wie Schwarze Löcher diese mächtigen Jets starten können. S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

Einige der größten Jets im bekannten Universum stammen von den riesigen Schwarzen Löchern im Zentrum von Galaxien, den so genannten supermassereichen Schwarzen Löchern. Und jetzt haben Astronomen zum ersten Mal ein supermassereiches Schwarzes Loch abgebildet, das einen solchen Jet ausstößt. Das fragliche Schwarze Loch ist das berühmte im Herzen der Galaxie Messier 87, die dafür bekannt ist, das erste Schwarze Loch zu sein, das jemals von einer Kollaboration namens Event Horizon Telescope (EHT) abgebildet wurde . Mithilfe einer ähnlichen Partnerschaft von Teleskopen auf der ganzen Welt konnten Astronomen dieses riesige Schwarze Loch einfangen, das Materie in einem Jet ausspuckt.

Dieses Bild zeigt zum ersten Mal den Strahl und den Schatten des Schwarzen Lochs im Zentrum der M87-Galaxie zusammen. Die Beobachtungen wurden mit Teleskopen des Global Millimeter VLBI Array (GMVA), des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), an dem die ESO beteiligt ist, und des Greenland Telescope gewonnen. Dieses Bild gibt den Wissenschaftlern den nötigen Kontext, um zu verstehen, wie der mächtige Strahl entsteht. Die neuen Beobachtungen zeigten auch, dass der Ring des Schwarzen Lochs, hier im Einschub gezeigt, 50 % größer ist als der Ring, der bei kürzeren Radiowellenlängen vom Event Horizon Telescope (EHT) beobachtet wurde. Dies deutet darauf hin, dass wir auf dem neuen Bild mehr Material sehen, das auf das Schwarze Loch zufällt, als wir mit dem EHT sehen konnten.
Dieses GMVA+ALMA-Bild zeigt zum ersten Mal den Jet von M87 und den Schatten des Schwarzen Lochs zusammen und gibt den Wissenschaftlern den Kontext, den sie benötigen, um zu verstehen, wo sich der mächtige Jet gebildet hat. Die neuen Beobachtungen zeigten auch, dass der Ring des Schwarzen Lochs, der im Einschub gezeigt wird, 50 % größer ist, als Wissenschaftler bisher angenommen hatten. R.-S. Lu (SHAO), E. Ros (MPIfR), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

Die Beobachtungen haben auch einen neuen Blick auf das Schwarze Loch selbst geworfen. „Die ursprüngliche EHT-Aufnahme zeigte nur einen Teil der Akkretionsscheibe, die das Zentrum des Schwarzen Lochs umgibt. Indem wir die Beobachtungswellenlänge von 1,3 Millimeter auf 3,5 Millimeter ändern, können wir gleichzeitig mehr von der Akkretionsscheibe und jetzt auch vom Jet sehen“, sagte einer der Forscher, Toney Minter, in einer Erklärung . „Dies zeigte, dass der Ring um das Schwarze Loch 50 % größer ist, als wir bisher angenommen hatten.“

Die Beobachtungen wurden mit Radioteleskopen gemacht, darunter leistungsstarke Arrays wie das Global mm-VLBI Array (GMVA) und das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), die viele kleinere Schüsseln verwenden, die zusammenarbeiten, um sehr weit entfernte Radioquellen zu betrachten. Durch die Kombination der Bemühungen verschiedener Observatorien könnten Astronomen einen besseren Blick auf dieses berühmte Schwarze Loch werfen. Sie wussten, dass das Schwarze Loch Jets abgab, aber sie wussten nicht genau, wie oder wo sich diese Jets bildeten.

„Diese Ergebnisse zeigten – zum ersten Mal – wo der Strahl entsteht. Zuvor gab es zwei Theorien darüber, woher sie kommen könnten“, sagte Minter. „Aber diese Beobachtung zeigte tatsächlich, dass die Energie der Magnetfelder und der Winde zusammenarbeiten.“

Dies hilft den Wissenschaftlern, den Prozess zu verstehen, durch den die Jets entstehen, der die Magnetfelder um den Kern des Schwarzen Lochs und die Winde umfasst, die durch die Materiescheibe um das Schwarze Loch, die sogenannte Akkretionsscheibe, wehen. Um mehr über diesen Prozess zu erfahren, wollen die Forscher weitere Beobachtungen mit dem globalen Teleskopnetzwerk durchführen.

„Wir planen, die Region um das Schwarze Loch im Zentrum von M87 bei verschiedenen Radiowellenlängen zu beobachten, um die Emission des Jets weiter zu untersuchen“, sagte Eduardo Ros vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in einer weiteren Erklärung . „Die kommenden Jahre werden spannend, da wir mehr darüber erfahren können, was in der Nähe einer der mysteriösesten Regionen des Universums passiert.“