Dieser feurige Lichtpunkt im Weltraum ist das erste Bild der Erde von den Magnetfeldern eines Schwarzen Lochs

Ein Blick auf das supermassereiche Schwarze Loch M87 * in polarisiertem Licht. Dies ist das erste Mal, dass Astronomen in der Lage sind, die Polarisation, eine Signatur von Magnetfeldern, nahe dem Rand eines Schwarzen Lochs zu messen. Bild: EHT-Zusammenarbeit

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Bengaluru: Zwei Jahre nach der Veröffentlichung des ersten Bildes eines Schwarzen Lochs haben Astronomen einen Blick auf die Magnetfelder um dasselbe Schwarze Loch geworfen, indem sie polarisiertes Licht um dieses Loch herum abgebildet haben, etwa 55 Millionen Lichtjahre von uns entfernt.

Die Bilder geben uns neue Einblicke, wie das Schwarze Loch sich selbst antreiben kann, um energetische Materialstrahlen aus seinem Kern zu senden. Das Schwarze Loch wird im Zentrum der M87-Galaxie M87 * (M87-Stern) genannt, ungefähr das 6,5-Milliarden-fache der Masse unserer Sonne.

Die Ergebnisse wurden von mehr als 300 Forschern aus Afrika, Asien, Europa, Nord- und Südamerika erzielt, die am Event Horizon Telescope (EHT) mitgearbeitet haben, das aus einem Konsortium von 11 anderen vorhandenen Teleskopen besteht. Dieselbe Zusammenarbeit stellte sich das Schwarze Loch im April 2019 vor.

Die Ergebnisse wurden in veröffentlicht zwei Papiere in der Zeitschrift Das astrophysikalische Journal diese Woche. EIN drittes Papier Von den Ergebnissen wurden auch zur Veröffentlichung in derselben Zeitschrift angenommen.

Polarisiertes Licht trägt Photonen, die auf der gleichen Ebene vibrieren, sodass das visuelle Ergebnis bei minimaler Farbverzerrung, erhöhtem Kontrast und reduzierter Helligkeit klarer ist. Licht wird polarisiert, wenn es Filter passiert, wie sie beispielsweise in Sonnenbrillen verwendet werden, oder wenn das Licht selbst in Teilen des Raums emittiert wird, in denen Magnetfelder stark sind.


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Was uns diese Entdeckung sagt

Die Untersuchung, wie Licht aus der Region um ein Schwarzes Loch polarisiert wird, kann wertvolle Daten zur Struktur von Magnetfeldern um das Schwarze Loch liefern. Es hilft uns wieder zu verstehen, wie mächtige Schwarze Löcher Materie verbrauchen und sie in Form von energetischen Strahlen emittieren.

M87 * ’s relativistische Jets, aus Energie und Materie hergestellt, erstreckt sich mindestens 5.000 Lichtjahre von seinem Zentrum entfernt, und es ist wenig darüber bekannt oder verstanden. Sie wurden in verschiedenen Wellenlängen beobachtet, einschließlich Radio, Optik und Röntgen. Es gibt Teile des Jets, die bewege dich mit Geschwindigkeit mehr als 99 Prozent der Lichtgeschwindigkeit.

Die Strahlen entstehen aufgrund des Verhaltens und der Auswirkungen von Materie nahe dem Rand des Schwarzen Lochs und auch von eindringender Materie. Einige Materieteile entweichen jedoch Momente, bevor sie in ein Schwarzes Loch fallen, und werden in Form dieser Jets in den Weltraum geblasen. Es ist jedoch immer noch unklar, wie wichtig diese Strahler für die gesamte Galaxie sind. gestartet werden.

Die neuen Beobachtungen von polarisiertem Licht zeigen, wie sich die Magnetfelder außerhalb des Schwarzen Lochs verhalten.

„Die Beobachtungen zeigen, dass die Magnetfelder am Rand des Schwarzen Lochs stark genug sind, um das heiße Gas zurückzudrücken und der Schwerkraft zu widerstehen. Nur das Gas, das durch das Feld gleitet, kann zum Horizont der Ereignisse werden. “ sagte Jason Dexter, Assistenzprofessor an der University of Boulder, Colorado, und Koordinator der EHT Theory Working Group, in einer Erklärung.

Die Beobachtungen zeigten den Forschern, dass unter allen derzeit umstrittenen Modellen zur Erklärung des Verhaltens von Materie am Rand eines Schwarzen Lochs nur diejenigen erklären können, die starkes magnetisches Gas um das Schwarze Loch haben, was sie jetzt sehen.

„Wir sehen jetzt die nächsten wichtigen Beweise, um zu verstehen, wie sich Magnetfelder um Schwarze Löcher verhalten und wie Aktivität in diesem sehr kompakten Raumbereich starke Strahlen antreiben kann, die weit über die Galaxie hinausreichen.“ sagte Monika Mościbrodzka, Koordinator der EHT Polarimetry Working Group und Assistenzprofessor an der Radboud University in den Niederlanden.


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Das EHT-Konsortium

Um den extrem kompakten Bereich der M87 * -Strahler und die Breite des Sonnensystems zu beobachten, haben Forscher mehrere Teleskope auf der ganzen Welt miteinander verbunden, um als ein einziges großes terrestrisches Teleskop, das EHT, zu fungieren.

Die beteiligten Teleskope sind das ALMA, APEX, das IRAM 30-Meter-Teleskop, das IRAM NOEMA-Observatorium, das James Clerk Maxwell-Teleskop (JCMT), das Large Millimeter-Teleskop (LMT), die Submillimeter-Serie (SMA) und das Submillimeter-Teleskop (SMT) ), das Südpol-Teleskop (SPT), das Kitt-Peak-Teleskop und das Grönland-Teleskop (GLT).

Daten von diesen Teleskopen waren Prozess von zwei Hochleistungscomputern am Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn und am MIT Haystack Observatory in den USA.

Die Auflösung der Bilder beträgt 20 Mikrosekunden oder die Detailgenauigkeit, die die Erde benötigt, um die Länge einer Kreditkarte auf der Mondoberfläche zu messen.

Die von den kooperierenden Teleskopen verwendete Technik wird als sehr lange Basisinterferometrie (VLBI) bezeichnet. Es synchronisiert Einrichtungen auf der ganzen Welt und nutzt die Rotation der Erde, damit jeder als ein großes Teleskop zusammenarbeiten kann.

(Herausgegeben von Manasa Mohan)


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