Supermassive Jets von Schwarzen Löchern erstmals abgebildet

Schwarze Löcher ziehen nicht nur alles an, was ihnen zu nahe kommt, sondern können gelegentlich auch Materie mit sehr hoher Geschwindigkeit ausstoßen. Wenn sich Staub- und Gaswolken dem Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs nähern, fallen einige davon nach innen, andere können jedoch umgelenkt werden in hochenergetischen Ausbrüchen nach außen, was zu dramatischen Materiestrahlen führt, die mit Geschwindigkeiten nahe der Geschwindigkeit von herausschießen Licht. Die Jets können sich über Tausende von Lichtjahren ausbreiten, wobei an jedem Pol des Schwarzen Lochs ein Jet austritt, ein Phänomen, das vermutlich mit der Drehung des Schwarzen Lochs zusammenhängt.

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

Einige der größten Jets im bekannten Universum stammen von riesigen Schwarzen Löchern im Zentrum von Galaxien, den sogenannten supermassereichen Schwarzen Löchern. Und jetzt haben Astronomen zum ersten Mal ein supermassereiches Schwarzes Loch abgebildet, das einen solchen Jet ausstößt. Bei dem fraglichen Schwarzen Loch handelt es sich um das berühmte Schwarze Loch im Herzen der Galaxie Messier 87, für dessen Existenz bekannt ist das erste jemals abgebildete Schwarze Loch durch eine Zusammenarbeit namens Event Horizon Telescope (EHT). Mithilfe einer ähnlichen Partnerschaft von Teleskopen auf der ganzen Welt konnten Astronomen dieses riesige Schwarze Loch einfangen, das Materie in einem Strahl ausspuckt.

Dieses Bild zeigt zum ersten Mal den Jet und den Schatten des Schwarzen Lochs im Zentrum der M87-Galaxie zusammen. Die Beobachtungen wurden mit Teleskopen des Global Millimeter VLBI Array (GMVA) durchgeführt Atacama Large Millimetersubmillimeter Array (ALMA), dessen Partner die ESO ist, und Grönland Fernrohr. Dieses Bild liefert Wissenschaftlern den nötigen Kontext, um zu verstehen, wie der mächtige Jet entsteht. Die neuen Beobachtungen zeigten auch, dass der Ring des Schwarzen Lochs, hier im Einschub gezeigt, 50 % größer ist als der Ring, der vom Event Horizon Telescope (EHT) bei kürzeren Radiowellenlängen beobachtet wurde. Dies deutet darauf hin, dass wir im neuen Bild mehr Material sehen, das in Richtung des Schwarzen Lochs fällt, als wir mit dem EHT sehen konnten.
Dieses GMVA+ALMA-Bild zeigt den Jet von M87 und den Schatten des Schwarzen Lochs zum ersten Mal zusammen und liefert Wissenschaftlern den nötigen Kontext, um zu verstehen, wo sich der mächtige Jet gebildet hat. Die neuen Beobachtungen zeigten auch, dass der Ring des Schwarzen Lochs (siehe Einschub) 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 ermöglicht. „Die ursprüngliche EHT-Aufnahme zeigte nur einen Teil der Akkretionsscheibe, die das Zentrum des Schwarzen Lochs umgibt. Indem wir die Beobachtungswellenlängen von 1,3 Millimeter auf 3,5 Millimeter ändern, können wir mehr davon sehen die Akkretionsscheibe und jetzt gleichzeitig der Jet“, sagte einer der Forscher, Toney Minter, in A Stellungnahme. „Dabei zeigte sich, dass der Ring um das Schwarze Loch 50 % größer ist, als wir bisher angenommen haben.“

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Die Beobachtungen wurden mit Radioteleskopen durchgeführt, darunter leistungsstarke Arrays wie das Global mm-VLBI Array (GMVA) und das Atacama Großes Millimeter/Submillimeter-Array (ALMA), bei dem viele kleinere Schüsseln zusammenarbeiten, um sehr weit entfernte Radioquellen zu untersuchen. 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 ausstieß, aber sie wussten nicht genau, wie oder wo sich diese Jets bildeten.

„Diese Ergebnisse zeigten zum ersten Mal, wo sich der Jet bildet. 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 zusammenwirken.“

Dies hilft Wissenschaftlern, den Prozess zu verstehen, durch den die Jets erzeugt werden, an dem die umliegenden Magnetfelder beteiligt sind Der Kern des Schwarzen Lochs und die Winde, die durch die Materiescheibe um das Schwarze Loch wehen, werden als Akkretion bezeichnet Scheibe. Um mehr über diesen Prozess zu erfahren, wollen die Forscher weitere Beobachtungen mithilfe des globalen Teleskopnetzwerks durchführen.

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

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