Erstes Bild des Schwarzen Lochs M87*. (EHT-Zusammenarbeit) Im Jahr 2019 gab uns das Event Horizon Telescope unser erstes direktes Bild eines Schwarzen Lochs . Es war ein kraftvolles Bild, aber nicht mit vielen Details. Es sieht aus wie ein verschwommener orangefarbener Donut.
Fairerweise muss man sagen, dass der eigentliche Kern der Entdeckung in den Daten lag, nicht im Bild. Und als Kürzlich durchgeführte Studie zeigt, dass in den Daten viel mehr steckt, als wir gesehen haben.
Eines der wichtigsten Dinge, die Sie über das EHT-Bild verstehen sollten, ist, dass es nicht den Glanz des Bildes zeigt schwarzes Loch selbst. Schwarze Löcher kein direktes Licht abgeben.
Und im Gegensatz zu den weniger detaillierten Bildern von supermassiven Schwarzen Löchern, die wir haben, ist das Leuchten nicht auf Plasmastrahlen oder einen Torus aus überhitztem Gas um das Schwarze Loch zurückzuführen.
Stattdessen zeigt das Bild Radiolicht, das vom Schwarzen Loch fokussiert wurde.
Das Schwarze Loch in M87 ist in Licht von nahegelegenem Gas getaucht, darunter auch Radiolicht. Wenn ein bestimmter Lichtstrahl in der Nähe des Schwarzen Lochs vorbeifliegt, führt die Krümmung der Raumzeit dazu, dass er seine Richtung ein wenig ändert.
Wir haben die leichte Ablenkung des Lichts von Dingen wie Sternen und Galaxien schon oft beobachtet, aber in der Nähe eines Schwarzen Lochs kann das Licht die Richtung erheblich ändern.
Es könnte eine Kurve machen, um eine rechtwinklige Kurve zu machen, oder am Ende sogar aus der Richtung zurückkehren, aus der es gekommen ist. Je näher der Weg zum Schwarzen Loch ist, desto radikaler ist die Richtungsänderung.
Licht bewegt sich in der Nähe des Schwarzen Lochs in alle möglichen Richtungen, aber aus unserer Perspektive können wir nur das Licht sehen, das auf uns gerichtet ist. Jeden Lichtstrahl, der das Schwarze Loch umkreist und auf uns zukommt, sollten wir sehen können.
Es stellt sich heraus, dass das Schwarze Loch als wirklich starke Linse wirken kann. Licht kann sehr nahe am Schwarzen Loch vorbeiziehen und direkt auf uns gerichtet werden. Was wir also sehen sollten, ist ein dünner Lichtkreis, der als Photonenring bekannt ist.
Ein Teil des Lichts wird heller sein, da die Rotation des Schwarzen Lochs dem Licht auch einen kleinen Energieschub verleiht. Die Größe des Rings hängt von der Masse des Schwarzen Lochs ab und die Helligkeit des helleren Bereichs hängt von der Rotation des Schwarzen Lochs ab.
Warum zeigt das EHT-Bild den Photonenring nicht? Leider ist der Raum zwischen uns und dem Schwarzen Loch nicht völlig leer.
Es gibt immer noch eine Umgebung aus kaltem Gas, die das Licht passieren muss, um zu uns zu gelangen. Ein Teil des Lichts wird unterwegs gestreut, wodurch das Bild unschärfer wird, als uns lieb ist. Hier setzt die neue Studie an.
Das diffuse Leuchten des EHT-Bildes verrät uns nicht nur etwas über das Schwarze Loch, sondern auch über das diffuse Gas, das das Schwarze Loch umgibt. Das Team stellte fest, dass die EHT-Daten im Wesentlichen zwei Bilder enthalten.
Das eine ist das des Photonenrings selbst und das andere ist das verschwommene Leuchten der umgebenden Region. Mithilfe neuer Bildgebungsalgorithmen gelang es dem Team, die beiden zu trennen und den Photonenring des Schwarzen Lochs freizulegen.
Es ist ein großartiges Beispiel für die Leistungsfähigkeit der Datenanalyse auf neue Weise. Moderne astronomische Beobachtungen sammeln so viele Daten, dass es oft viel mehr Informationen gibt, als wir vermuten. Wenn wir lernen, Daten effektiver zu verarbeiten, können wir Schichten aufdecken, die unter der Oberfläche verborgen sind.
Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht von Universum heute . Lesen der Originalartikel .