Wissenschaftlern ist es gelungen, sich Saggittarius A* vorzustellen, ein supermassereiches Schwarzes Loch, das im Zentrum unserer Milchstraße lebt. Es ist ein atemberaubendes Schwarzes Loch, vier Millionen Mal so schwer wie unsere Sonne.
Dieses Monster lebt im Zentrum unserer Milchstraße
Sie sehen auf einen dunklen zentralen Bereich, in dem sich das Loch befindet, der von Licht umgeben ist, das von extrem heißem Gas strömt, das durch kolossale Gravitationskräfte beschleunigt wird. Zum Vergleich: Der Ring hat ungefähr die gleiche Größe wie die Umlaufbahn des Merkur um unsere Sonne.
Das ist eine Entfernung von 40 Millionen Meilen (rund 60 km). Da dieses supermassereiche Schwarze Loch so weit entfernt ist – etwa 26.000 Lichtjahre in der Zukunft – besteht zum Glück keine Chance, dass wir in Gefahr geraten.
Das Bild wurde von einem internationalen Team namens the Event-Horizon-Teleskop (EHT) Zusammenarbeit.
Das zweite Bild des Jahres zeigt ein supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum einer anderen Galaxie, Messier 87, auch bekannt als M87. Dieses Ding war mehr als tausend Mal größer als unsere Sonne.
„Aber dieses neue Bild ist etwas Besonderes, weil es so ist unser supermassives Schwarzes Loch“, erklärte Prof. Heino Falcke, einer der europäischen Pioniere des EHT-Projekts.
“Das ist in ‘unserem Hinterhof’, und wenn Sie Schwarze Löcher verstehen wollen und wie sie funktionieren, wird Ihnen das hier sagen, weil wir es in komplizierten Details sehen”, sagte Falcke gegenüber BBC News.
Was ist ein supermassereiches Schwarzes Loch?
Der Begriff „supermassereiches Schwarzes Loch“ bezieht sich auf einen Bereich des Weltraums, in dem Materie in sich zusammengebrochen ist. Weil es so stark ist, kann nichts, nicht einmal Licht, der Anziehungskraft eines supermassereichen Schwarzen Lochs entkommen. Supermassereiche Schwarze Löcher entstehen durch die katastrophale Zerstörung massereicher Sterne. Einige hingegen sind enorm groß und haben die milliardenfache Masse unserer Sonne. Es ist unklar, wie diese supermassiven Schwarzen Löcher entstehen.
Das Bild ist eine technische Meisterleistung. Es muss sein. 26.000 Lichtjahre von der Erde entfernt ist Sagittarius A*, kurz Sgr A*, ein winziger Nadelstich am Himmel. Um ein solches Ziel zu erkennen, ist eine unglaubliche Auflösung erforderlich. Der Trick des EHT ist eine Technik namens Very Long Baseline Array Interferometry (VLBI).
Das Foto ist ein technisches Wunderwerk. Es muss sein. Sagittarius A*, oder kurz Sgr A*, ist ein winziger Punkt am Nachthimmel, 26.000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Um ein solches Ziel mit solcher Präzision zu erkennen, ist eine enorme Auflösung erforderlich. Das EHT verwendet eine Methode namens Very Long Baseline Array Interferometry (VLBI), um die Aufgabe zu erfüllen. Im Wesentlichen ist dies ein Netzwerk aus acht weit voneinander entfernten Radioantennen, das die Größe des Teleskops unseres Planeten simuliert.
Der Elevationswinkel des EHT ist sehr hoch, was bedeutet, dass es einen Winkel am Himmel schneiden kann, der in Mikrobogensekunden gemessen wird. Die Teammitglieder sagen, dass sie eine Sehschärfe haben, die mit der eines Bagels auf der Mondoberfläche vergleichbar ist.
Schon damals erforderte die Konstruktion eines digitalen Fotos aus mehreren Petabyte (1 PB = 1 Million GB) an Daten den Einsatz von Atomuhren, intelligenten Algorithmen und einer Ewigkeit an Supercomputing-Power.
Die Dunkelheit eines supermassiven Schwarzen Lochs beugt Licht und bildet eine Akkretionsscheibe. Es gibt nichts zu beobachten als einen „Schatten“, aber die Helligkeit der Materie, die um diese Dunkelheit herumfliegt und sich zu einem Kreis ausdehnt, der als Akkretionsscheibe bekannt ist, zeigt, wo sich das Objekt befindet.
Sie fragen sich vielleicht, was in dem aktualisierten Bild von M87 neu ist, wenn Sie es mit dem alten vergleichen. Es gibt jedoch erhebliche Unterschiede.
„Da Sagittarius A* ein viel kleineres Schwarzes Loch ist – es ist etwa tausendmal kleiner – ändert sich seine Ringstruktur auf tausendmal schnelleren Zeitskalen. Es ist sehr dynamisch. Die „Hotspots“, die Sie im Ring sehen, bewegen sich von Tag zu Tag“, sagte Dr. Ziri Younsi vom University College London.
Dies geht aus den Berechnungen des Teams hervor, was man sehen würde, wenn man sich in das Zentrum unserer Milchstraße begeben und die Situation mit hochfrequenzempfindlichen Augen beobachten könnte.
Mit einer Geschwindigkeit von 190.000 mph (ca. 300.000 km/s) wirbelt das überhitzte, begeisterte Gas im Ring um das supermassereiche Schwarze Loch. Die helleren Regionen sind höchstwahrscheinlich Orte, an denen Material auf uns zufließt und wo seine Lichtemission dadurch energetisiert oder „dopplerverstärkt“ wird.
Diese schnellen Schwankungen in der Nähe von Sgr A* sind einer der Gründe, warum es so lange gedauert hat, ein Bild von M87 zu erstellen. Die Interpretation der Daten war viel schwieriger.
Im Gegensatz dazu erscheint M87 mit seiner größeren Größe und Entfernung von 55 Millionen Lichtjahren im Vergleich zu M64 statisch.
Wissenschaftler nutzen die Erkenntnisse in diesem Bild bereits, um zeitgenössische Gravitationstheorien zu testen. Was sie bisher beobachtet haben, stimmt vollständig mit Einsteins allgemeinen Relativitätsgleichungen überein, die er erstmals 1915 veröffentlichte.
Seit Jahrzehnten wissen wir, dass im Zentrum der Milchstraße ein supermassereiches Schwarzes Loch existiert. Was anderes als ein supermassereiches Schwarzes Loch könnte Kräfte erzeugen, die nahe Sterne mit Geschwindigkeiten von 24.000 km/s durch den Weltraum beschleunigen (zum Vergleich: Unsere Sonne bewegt sich mit gemächlichen 230 Kilometern pro Sekunde oder 140 Meilen pro Stunde um die Milchstraße). ?
Hunderte von Sternen werden das supermassereiche Schwarze Loch mit Geschwindigkeiten von Hunderttausenden bis Milliarden Kilometern pro Stunde umkreisen. Sie werden auch nach Anzeichen konzentrierter Anhäufungen dunkler Materie sowie nach Hinweisen darauf suchen, dass es in der Region einige sternengroße supermassereiche Schwarze Löcher gibt.
„Jedes Mal, wenn wir eine neue Einrichtung bekommen, die ein schärferes Bild des Universums aufnehmen kann, tun wir unser Bestes, um sie auf das galaktische Zentrum zu trainieren, und wir lernen unweigerlich etwas Fantastisches“, erklärte Dr. Jessica Lu von der University of California, Berkeley. USA, der die Webb-Kampagne leiten wird.
Die Ergebnisse der EHT-Kollaboration werden in einer Sonderausgabe von veröffentlicht Die Briefe des astrophysikalischen Journals. Wussten Sie übrigens, dass die NASA plant, die Internationale Raumstation zu zerstören?
