Ein Forscherteam hat mit dem Global Millimeter VLBI Array, einem Netzwerk von Radioteleskopen auf der ganzen Welt, ein neues Bild des Schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie Messier 87 erstellt.

Der Das neue zusammengesetzte Bild löst Aspekte des Schwarzen Lochs auf, einschließlich der Struktur des überhitzten Materials, das es umgibt, des relativistischen Hochgeschwindigkeitsjets, der von ihm ausgeht, und (natürlich) des bedrohlichen Schattens des Schwarzen Lochs selbst.

Radioteleskope wie das GMVA und das Event Horizon Telescope nehmen Messungen von Funksignalen vor, die von einem Netzwerk von Observatorien auf der ganzen Welt empfangen werden; Basierend auf dem Timing dieser Signale und der Entfernung zwischen den Schüsseln erhalten Radioastronomen mehr Informationen über ihr Ziel.

In diesem Fall war das Ziel das supermassive Schwarze Loch im Kern der Galaxie Messier 87. Schwarze Löcher sind ultradichte Objekte, deren Anziehungskraft so stark ist, dass nicht einmal Licht ihren Ereignishorizont verlassen kann. Supermassive Schwarze Löcher, die von Materieebenen umgeben sind, die als Akkretionsscheiben bekannt sind, senden manchmal Jets aus überhitztem Material aus den galaktischen Zentren, in denen sie sich befinden.

M87*, wie das Schwarze Loch offiziell genannt wird, hat eine satte 6,5-Milliarden-fache Masse der Sonne, und sein Jet – ein 4.000 Lichtjahre langer Plasmastrom, der mit nahezu Lichtgeschwindigkeit aus dem Objekt strömt – war es zuvor vom Hubble-Teleskop abgebildet.

Wir durch das allererste Bild viel über Schwarze Löcher gelernt von einem, a Bild von M87* veröffentlicht im Jahr 2019. Die EHT-Kollaboration setzte diese Arbeit mit einem Bild fort, das die enthüllt Magnetfelder wirbeln um das Objekt und, gerade in diesem Monat, a Besser aufgelöstes Bild des Schwarzen Lochs, verbessert durch maschinelles Lernen.

Um die Auflösung des Teleskops für das neu veröffentlichte Bild zu verbessern, fügte das Forschungsteam Beobachtungsdaten des nördlichen Grönlandteleskops und des südlichen Atacama Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) in Chile hinzu.

„Diese zwei Teleskope zu haben [as part of] Das globale Array führte zu einer Erhöhung der Winkelauflösung um den Faktor vier in Nord-Süd-Richtung“, sagte Lynn Matthews, Forscherin am Haystack Observatory des MIT und Mitglied der EHT Collaboration, in einem MIT freigeben.

„Dies verbessert den Detaillierungsgrad, den wir sehen können, erheblich“, fügte Matthews hinzu. „Und in diesem Fall war die Folge ein dramatischer Sprung in unserem Verständnis der Physik, die in der Nähe des Schwarzen Lochs im Zentrum der M87-Galaxie operiert.“

Das neue Bild zeigt einen größeren Ring aus angesammeltem Material als die ersten Bilder des angezeigten Schwarzen Lochs. Im Zentrum des Rings befindet sich das Schwarze Loch – oder sein „Schatten“, wie Wissenschaftler sagen, weil das Schwarze Loch selbst nicht abgebildet werden kann. Erinnerst du dich an den ganzen Gleichlicht-kann-nicht-entkommen-Deal? Das gilt auch für die Radiowellen, die die EHT-Kollaboration verwendet, um ihre Ansichten des Objekts zu konstruieren.

Der Ring von M87* ist 50 % größer als bisher angenommen und enthüllt mehr überhitztes Plasma, das um das Schwarze Loch wirbelt. Plasma, das vom Ring wegströmt, scheint ein mächtiger Materialstrahl zu sein, der durch den Behemoth in seinem Kern aufgeheizt und aus dem galaktischen Zentrum herausbeschleunigt wird.

M87* ist nicht das einzige Schwarze Loch, auf das das EHT abzielt. Letztes Jahr, die Zusammenarbeit enthüllte das erste Bild von Sagittarius A*, das Schwarze Loch mit 4 Millionen Sonnenmassen im Zentrum der Milchstraße, nur 27.000 Lichtjahre entfernt. (Der das der Erde am nächsten bekannte Schwarze Loch befindet sich im System Gaia BH1, etwa 1.600 Lichtjahre entfernt.)

Schwarze Löcher bleiben rätselhaft, aber mit neuer Teleskoptechnologie und vielleicht mit weiterer Hilfe von KI werden Wissenschaftler in der Lage sein, mehr über ihre Natur zu erfahren – und wiederum einige der größten Geheimnisse des Universums.

Korrektur: Eine frühere Version dieses Artikels gab an, dass die EHT-Kollaboration das neueste Bild von M87* erstellt hat; es wurde von Lu et al. unter Verwendung des Global Millimeter VLBI Array.

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