Supermassieve jets van zwarte gaten voor het eerst in beeld

Zwarte gaten trekken niet alleen alles naar binnen wat te dichtbij komt, maar kunnen ook af en toe materie met zeer hoge snelheden uitdrijven. Wanneer wolken van stof en gas de waarnemingshorizon van een zwart gat naderen, zal een deel ervan naar binnen vallen, maar een deel kan worden omgeleid. naar buiten in zeer energetische uitbarstingen, resulterend in dramatische jets van materie die eruit schieten met snelheden die de snelheid benaderen van licht. De jets kunnen zich duizenden lichtjaren lang verspreiden, waarbij uit elke polen van het zwarte gat één jet tevoorschijn komt, een fenomeen waarvan men denkt dat het verband houdt met de rotatie van het zwarte gat.

Wetenschappers die de compacte radiokern van M87 observeren, hebben nieuwe details ontdekt over het superzware zwarte gat van de Melkweg. In de opvatting van deze kunstenaar zie je de enorme straal van het zwarte gat opstijgen vanuit het midden van het zwarte gat. De waarnemingen waarop deze illustratie is gebaseerd vertegenwoordigen de eerste keer dat de straal en het zwarte gat schaduw zijn samen in beeld gebracht, waardoor wetenschappers nieuwe inzichten hebben gekregen in hoe zwarte gaten deze krachtige gaten kunnen lanceren jets.
Wetenschappers die de compacte radiokern van M87 observeren, hebben nieuwe details ontdekt over het superzware zwarte gat van de Melkweg. In de opvatting van deze kunstenaar zie je de enorme straal materie van het zwarte gat opstijgen uit het centrum van het zwarte gat. De waarnemingen waarop deze illustratie is gebaseerd vertegenwoordigen de eerste keer dat de straal en het zwarte gat schaduw zijn samen in beeld gebracht, waardoor wetenschappers nieuwe inzichten hebben gekregen in hoe zwarte gaten deze krachtige gaten kunnen lanceren jets.
S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

Enkele van de grootste jets in het bekende universum komen uit de enorme zwarte gaten in het centrum van sterrenstelsels, die superzware zwarte gaten worden genoemd. En nu hebben astronomen voor het eerst een superzwaar zwart gat in beeld gebracht dat zo'n jet uitdrijft. Het zwarte gat in kwestie is het beroemde gat in het hart van het sterrenstelsel Messier 87, waarvan bekend is dat het bestaat het eerste zwarte gat dat ooit in beeld is gebracht door een samenwerking genaamd de Event Horizon Telescope (EHT). Met behulp van een soortgelijke samenwerking van telescopen over de hele wereld zijn astronomen erin geslaagd dit monsterlijke zwarte gat vast te leggen dat materie in een straal uitspuwt.

Deze afbeelding toont voor het eerst de straal en de schaduw van het zwarte gat in het centrum van het M87-stelsel samen. De waarnemingen zijn gedaan met telescopen van de Global Millimeter VLBI Array (GMVA). Atacama Large Millimetersubmillimeter Array (ALMA), waarvan ESO een partner is, en Groenland Telescoop. Dit beeld geeft wetenschappers de context die nodig is om te begrijpen hoe de krachtige straal wordt gevormd. De nieuwe waarnemingen onthulden ook dat de ring van het zwarte gat, hier in de inzet weergegeven, 50% groter is dan de ring die op kortere radiogolflengten werd waargenomen door de Event Horizon Telescope (EHT). Dit suggereert dat we in de nieuwe afbeelding meer materiaal zien dat naar het zwarte gat valt dan wat we met de EHT konden zien.
Deze GMVA+ALMA-opname toont voor het eerst de schaduw van het straalvliegtuig en het zwarte gat van M87 samen, waardoor wetenschappers de context krijgen die nodig is om te begrijpen waar het krachtige straalvliegtuig ontstond. Uit de nieuwe waarnemingen blijkt ook dat de ring van het zwarte gat, weergegeven in de inzet, 50% groter is dan wetenschappers eerder dachten.R.-S. Lu (SHAO), E. Ros (MPIfR), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

De waarnemingen hebben ook een nieuw beeld van het zwarte gat zelf gegeven. “De originele EHT-beeldvorming onthulde slechts een deel van de accretieschijf rond het centrum van het zwarte gat. Door de waarneembare golflengten te veranderen van 1,3 millimeter naar 3,5 millimeter, kunnen we er meer van zien de accretieschijf, en nu de jet, tegelijkertijd”, zei een van de onderzoekers, Toney Minter, in A stelling. “Hieruit bleek dat de ring rond het zwarte gat 50% groter is dan we eerder dachten.”

Aanbevolen video's

De waarnemingen zijn gedaan met radiotelescopen, waaronder krachtige arrays zoals de Global mm-VLBI Array (GMVA) en de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), waarbij veel kleinere schotels worden gebruikt die samenwerken om naar zeer verre radiobronnen te kijken. Door de inspanningen van verschillende observatoria te combineren, konden astronomen dit beroemde zwarte gat beter bekijken. Ze wisten dat het zwarte gat jets afgaf, maar ze wisten niet precies hoe of waar die jets zich vormden.

“Deze resultaten lieten voor het eerst zien waar de jet wordt gevormd. Voordien waren er twee theorieën over waar ze vandaan zouden kunnen komen”, aldus Minter. “Maar deze waarneming toonde feitelijk aan dat de energie van de magnetische velden en de wind samenwerken.”

Dit helpt wetenschappers het proces te begrijpen waardoor de jets worden gecreëerd, waarbij de magnetische velden eromheen betrokken zijn de kern van het zwarte gat en de winden die door de schijf van materie rond het zwarte gat waaien, de zogenaamde accretie schijf. Om meer over dit proces te weten te komen, willen de onderzoekers meer waarnemingen doen met behulp van het wereldwijde telescoopnetwerk.

“We zijn van plan het gebied rond het zwarte gat in het centrum van M87 op verschillende radiogolflengten te observeren onderzoek de emissie van de jet verder”, zegt Eduardo Ros van het Max Planck Instituut voor Radioastronomie een andere stelling. “De komende jaren zullen spannend zijn, omdat we meer te weten zullen komen over wat er gebeurt in de buurt van een van de meest mysterieuze regio’s in het universum.”

Aanbevelingen van de redactie

  • Bekijk de verbluffende foto die James Webb maakte om zijn eerste verjaardag te vieren
  • James Webb ziet het verste actieve superzware zwarte gat dat ooit is ontdekt
  • Machine learning werd gebruikt om het eerste beeld van een zwart gat te verscherpen
  • Hubble ziet een eeuwenoud paar superzware zwarte gaten die op het punt staan ​​samen te smelten
  • Deze superzware zwarte gaten komen dicht bij elkaar

Upgrade uw levensstijlMet Digital Trends kunnen lezers de snelle technische wereld in de gaten houden met het laatste nieuws, leuke productrecensies, inzichtelijke redactionele artikelen en unieke sneak peeks.