Schwarzes Loch: Astronomen haben neues Wissen – himmlisches Funkeln

Bis April letzten Jahres war M87 eine gewöhnliche Galaxie im Sternbild Jungfrau. Dann machte ein Foto diese Galaxie über Nacht berühmt. Es war auch auf dem zu sehen SPIEGEL Titelbild.

Ein internationales Team von Astronomen hatte eine globale Anordnung von acht großen Radioteleskopen im Zentrum von M87 ins Visier genommen und drang immer tiefer in seinen Kern ein. Sie waren so nah herangezoomt, als ob es so wäre Erde eine Orange auf der Mund Foto. Bei dieser beispiellosen Auflösung hatten sie ein Schwarzes Loch im Schwerpunkt der Galaxie M87 gesehen. Er ist als dunkler Schatten erkennbar, umgeben von einer brennenden Krone.

Jetzt mobilisieren Forscher. In der aktuellen Ausgabe des “Astrophysical Journal” kündigen sie an: Das Schwarze Loch in der Mitte von M87 (genannt M87 *) leuchtet nicht nur, es flackert sogar. Ein funkelndes Nichts am Firmament: Was für ein Spektakel!

Funkelte? Sie können es nüchterner sehen

Thomas Krichbaum fühlt sich mit diesem Begriff jedoch nicht sehr wohl. “Wir haben darüber gesprochen und uns dann entschlossen, in der Pressemitteilung über Funken zu sprechen”, erklärt der Radioastronom vom Max-Planck-Institut in Bonn. Krichbaum selbst ist dieser Begriff zu ungenau und zu poetisch. Am liebsten drückt er die Schlussfolgerungen seines Forschungsteams nüchterner aus: “Die maximale Helligkeit ist variabel”.

Unabhängig davon, ob Sie es “Flimmern” oder “variable Spitzenhelligkeit” nennen, bedeuten die beiden im Wesentlichen dasselbe: Die Forscher verglichen Daten aus verschiedenen Jahren und kamen zu dem Schluss, dass das Auftreten des Schwarzen Lochs stattfindet. wechseln. Im Plasma-Wirbel um M87 * passiert etwas.

Es ist eine wichtige Erkenntnis. Bei der Bewertung des berühmten Bildes des brennenden M87 * -Rings gibt es für Physiker immer ein Problem: Sie wissen nicht wirklich, was sie auf diesem Foto tatsächlich sehen.

Glänzend heißes Plasma

Es ist wahr, dass der kreisförmige Schatten des Schwarzen Lochs dort deutlich sichtbar ist. Aus seiner Größe können wir berechnen, dass es im Herzen der Galaxie M87 eine Gravitations-Speiseröhre geben muss, die die Gravitationskraft von 6,5 Milliarden Sonnen kombiniert. Aber was ist der Lichtring, der um diesen Schatten platzt?

Es muss etwas mit den Phänomenen der Akkretionsscheibe und der Düsen zu tun haben. Denn was ist mit den meisten? Schwarze Löcher Eine Scheibe glühenden Plasmas wirbelt um M87 *, und zwei Materiestrahlen schießen senkrecht dazu in den Raum. Aber das Bild ist zu verschwommen, um mehr zu wissen. Bisher konnten die Forscher nicht einmal den Ort der Akkretionsscheibe identifizieren, sie wissen nicht, wie dick sie ist und in welchem ​​Winkel die Jets ihre Materieladung in den Weltraum projizieren. .

Die Forscher wünschen sich bessere und genauere Daten. Und natürlich hoffen sie, dass das Event Horizon Telescope (EHT), wie sie ihr globales Netzwerk von Radioteleskopen genannt haben, sie liefern wird. Nach der ersten erfolgreichen Messkampagne im Jahr 2017, aus der das im letzten Jahr vorgestellte Foto des Rings hervorging, waren die Beobachtungen jedoch sehr enttäuschend: 2018 spielte das Wetter das Spiel nicht; im folgenden Jahr gab es technische Probleme; Immerhin wurden in diesem Jahr die meisten Teleskope wegen der Koronapandemie geschlossen.

Ein interessanter Fund in den Archiven

Den Forschern blieb nur noch die Verwendung früherer Messungen. Sie durchsuchten ihre Archive, um festzustellen, ob dort noch etwas Interessantes zu finden war. Da die EHT-Kollaboration bereits vor 2017 mit den Messungen begonnen hatte, waren es zu diesem Zeitpunkt nur knapp weniger Teleskope. Im Jahr 2009 wurden nur die drei amerikanischen Instrumente in hergestellt Hawaii und Arizona mit später dem deutschen Teleskop APEX in Chile aussteigen.

Zu dieser Zeit nahmen die Forscher Signale vom M87 * auf, aber die Messergebnisse waren zu schlecht, um sie zu einem Bild zu kombinieren. Im Nachhinein sieht es jedoch anders aus: Da Astronomen nun die ungefähre Form des beobachteten Objekts kennen, konnten sie ihre Software darin trainieren und so Bilder aus den Archivdaten extrahieren, wenn auch auf eher dunkle Weise.

Das Ergebnis ist für Forscher erfreulich: Daten aus früheren Jahren können als Ringstruktur interpretiert werden, deren Größe sich nicht ändert. Das EHT-Team sieht dies als Bestätigung dafür, dass ein echtes Objekt in Sicht ist. Die Intensität, mit der dieses Objekt Radiowellen aussendet, variiert jedoch: In einem Jahr leuchtet der Ring unten links am stärksten, der nächste oben oder rechts. Mit anderen Worten, das Schwarze Loch funkelt, wie es in der Pressemitteilung heißt.

Neue Entdeckungen im Jahr 2021?

Dieses Himmelsflimmern passt perfekt ins Bild: Ein supermassereiches Schwarzes Loch mit der Masse M87 * hat einen Radius von etwa 20 Milliarden Kilometern und ist damit ungefähr so ​​groß wie unser Sonnensystem. Selbst bei den lächerlichen Geschwindigkeiten, mit denen das Plasma der Akkretionsscheibe um dieses Monster herumwirbelt, dauert ein Zyklus mehrere Wochen. Über einen Zeitraum von mehreren Monaten sind daher erhebliche Helligkeitsschwankungen zu erwarten. Die EHT-Forscher bewerten, dass sie solche Veränderungen nun als Hinweis darauf sehen, dass sie tatsächlich den Turbulenzen um das Schwarze Loch auf der Spur sind.

„Wir hoffen auf ein klareres Bild der Messkampagne im nächsten Jahr“, sagt Anton Zensus, Direktor des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie in Bonn. Dann, im April 2021, werden die Astronomen ihre Schalen in das funkelnde Schwarze Loch M87 * 53 Millionen Lichtjahre von der Erde zurückbringen, und vielleicht werden sie auch den Wirbel der Akkretionsscheibe und das auf dem Bild sehen ‘Sie werden nehmen Kann den Jet des Jets sehen.