(EHT-Zusammenarbeit/YouTube) Letztes Jahr schrieb eine weltweite Zusammenarbeit von Wissenschaftlern Geschichte, indem sie das enthüllte allererstes direktes Bild eines Schwarzen Lochs . Jetzt haben wir eine großartige Fortsetzung – den bisher genauesten Blick auf einen gewaltigen Jet, der von einem Supermassivkörper ausgestoßen wurde schwarzes Loch .
So supermassiv schwarzes Loch befindet sich im Herzen eines Quasars, der 5 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt ist, dem extrem leuchtenden 3C 279. Quasare gehören zu den hellsten kosmischen Objekten, die wir kennen: Galaxien mit kolossalen Ausmaßen Schwarze Löcher die intensive Strahlung aussenden, wenn das Gas in ihrer Akkretionsscheibe in Richtung des Ereignishorizonts fällt.
Die neu veröffentlichten Ergebnisse stammen tatsächlich aus demselben Beobachtungslauf, der das historische Bild des Schwarzen Lochs lieferte und vom Team des Event Horizon Telescope (EHT) im April 2017 durchgeführt wurde. 3C 279 war eines der vier Sekundärobjekte in diesem Lauf – und jetzt sind wir endlich da Sehen Sie sich die spannenden Ergebnisse an.
Wir wissen bereits, dass, wenn Materie in das Nichts eines hungrigen supermassiven Schwarzen Lochs fällt, ein Bruchteil dieser Materie – umgebendes Gas und Staub – entsteht. wird beschleunigt fast auf Lichtgeschwindigkeit. Infolgedessen produziert das Schwarze Loch relativistische Jets eines der am schnellsten reisenden Teilchen im bekannten Universum.
Es handelt sich um einen dieser explodierenden Jets, den das EHT-Team nun in beispielloser Detailliertheit aufgeklärt und ihn bis zur Akkretionsscheibe des Schwarzen Lochs in 3C 279 zurückverfolgt hat. Für uns sieht es vielleicht etwas verschwommen aus, aber es steckt eine Fülle von Informationen darin die Daten.
Zum einen hat das Team eine kleine Überraschung entdeckt: Während der Jet eigentlich gerade sein sollte, offenbaren die Daten tatsächlich etwas, das an seiner Basis wie eine Krümmung aussieht, zusammen mit einer länglichen Struktur, die senkrecht zur Richtung des Jets verläuft .
„Diese Morphologie kann entweder als breite, aufgelöste Strahlbasis oder als räumlich gebogener Strahl interpretiert werden“, so das Team schreibt in ihrer Arbeit das umfasst satte 351 Autoren.
Und da die Beobachtungen an mehreren Tagen stattfanden, konnten die Forscher auch feine Veränderungen erkennen, die durchaus der Beweis für etwas sein könnten, das durch Simulationen vorhergesagt, aber nie direkt beobachtet wurde – die Rotation der Akkretionsscheibe und das Zerreißen von Material beim Fallen in das schwarze Loch.
(J.Y. Kim (MPIfR)/Boston University Blazar Program (VLBA und GMVA)/EHT-Zusammenarbeit)
Es ist kein Zufall, dass 3C 279 als eines der Objekte ausgewählt wurde, an denen EHT seine Magie entfalten soll. Die M87-Galaxie ist trotz aller Pracht ihres supermassereichen Schwarzen Lochs, das wir letztes Jahr gesehen haben, tatsächlich eine relativ schwache Quelle für Gammastrahlenemission.
Stärkere aktive galaktische Kerne – wie 3C 279 – sind tendenziell viel größer Leuchtkraftabstände , was bedeutet, dass sie für uns am Nachthimmel schwerer zu erkennen sind. Aber 3C 279 ist eine der hellsten Gammastrahlenquellen, die wir je beobachtet haben. Hilfreich ist, dass es sich auch um einen Blazar handelt, was bedeutet, dass sein wunderbar markanter, sehr variabler Strahl auf den Beobachter (das sind uns) gerichtet ist.
Das Team trainierte EHT an vier Abenden im April 2017 auf 3C 279 und sammelte dabei Daten von acht Stationen an sechs geografischen Standorten. Diese Daten mussten zur umfassenden Analyse sorgfältig zu Supercomputern am Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) und am MIT transportiert werden.
„Für 3C 279 hat sich die Kombination aus der transformativen Auflösung des EHT und neuen Rechenwerkzeugen zur Interpretation seiner Daten als aufschlussreich erwiesen“, sagt der Astrophysiker Avery Broderick vom Perimeter Institute in Kanada.
„Was ein einziger Radio-„Kern“ war, wird nun in zwei unabhängige Komplexe aufgelöst. Und sie bewegen sich – selbst im Maßstab von Lichtmonaten rast der Jet in 3C 279 mit mehr als 99,5 Prozent der Lichtgeschwindigkeit auf uns zu!‘
Dies sind außergewöhnliche Erkenntnisse für die Schwarzlochforschung. Nachdem wir uns so lange auf Simulationen und Beobachtungen mit niedriger Auflösung verlassen haben, verstehen wir immer noch vieles nicht darüber, wie diese rätselhaften Objekte funktionieren und was die Jets, die wir sehen können, tatsächlich antreibt.
„Weitere Einzelheiten zu den Eigenschaften der Quelle, etwa die Konfiguration des Magnetfelds und die detaillierte Energiebilanz des Strahls, werden Gegenstand weiterer Studien sein“, so die Autoren in der Arbeit abschließen .
Als die Welt M87* endlich erblickte, begannen die Astronomen gerade erst mit ihren leistungsstarken neuen Spielzeugen.
Leider wurde der letzte EHT-Beobachtungslauf, der für März/April dieses Jahres geplant war, wegen der anhaltenden Störung abgesagt COVID 19 Pandemie . Aber die Zusammenarbeit hat in den Jahren 2017 und 2018 viele Daten gesammelt, es gibt also noch mehr, woher diese stammen.
„Letztes Jahr konnten wir das erste Bild des Schattens eines Schwarzen Lochs präsentieren“, says Anton Zensus , Direktor des MPIfR und Vorsitzender des EHT-Kollaborationsausschusses.
„Jetzt sehen wir unerwartete Veränderungen in der Form des Jets in 3C 279, und wir sind noch nicht fertig.“ Wie wir letztes Jahr gesagt haben: Das ist erst der Anfang.‘
Die Ergebnisse wurden in veröffentlicht Astronomie und Astrophysik .