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Ein genauerer Blick auf den Rand eines Schwarzen Lochs

Ein neues Bild des supermassiven Schwarzen Lochs M87 wurde enthüllt, das einen genaueren Blick auf die Wechselwirkungen zwischen ihm und der ihn umgebenden Materie offenbart.

Das internationale Team, das am Event Horizon Telescope (EHT) arbeitet, veröffentlichte 2019 das erste Bild eines Schwarzen Lochs, das eine helle ringförmige Struktur mit einer dunklen zentralen Region offenbart, die als Schatten des Schwarzen Lochs bezeichnet wird.

Die Forscher beobachteten Anzeichen von Magnetfeldern am Rand des Schwarzen Lochs, wo Materie hineinfällt.

Währenddessen wird andere Materie in Form heller, kraftvoller Jets in den Weltraum geblasen, die sich mindestens 5.000 Lichtjahre weit über die Galaxie hinaus erstrecken, in der sich das Schwarze Loch befindet.

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Unter Verwendung der gleichen Daten wie für ihr erstes Bild analysierte die Zusammenarbeit mit dem University College London (UCL) polarisiertes Licht um das Schwarze Loch herum – Licht, dessen Wellen nur in eine Richtung schwingen.

Das Licht wird polarisiert, wenn es in heiße Regionen des Weltraums emittiert wird, die magnetisiert sind. Indem sie sich ansehen, wie es polarisiert wurde, können Astronomen etwas über das Material erfahren, das es produziert hat.

Die neuen Beweise bringen die Forscher dem Verständnis, wie diese mysteriösen Jets entstehen, einen Schritt näher und wie Magnetfelder heißes Gas aus dem Schwarzen Loch fernzuhalten scheinen und ihm helfen, der Anziehungskraft der Schwerkraft zu widerstehen.

Co-Autorin und Mitglied der EHT-Kollaboration, Dr. Ziri Younsi vom Mullard Space Science Laboratory der UCL, sagte:„Diese bahnbrechenden Messungen der Polarisation des Lichts, das am Rand des Ereignishorizonts des Schwarzen Lochs erzeugt wird, liefern uns aufregende neue Einblicke in die Physik Prozesse, durch die sich Schwarze Löcher von Materie ernähren, und wie sie in der Lage sind, solch erstaunliche relativistische Ausflüsse wie astrophysikalische Jets anzutreiben.

„Insbesondere weisen sie auf die Rolle hin, die Magnetfelder bei diesen Prozessen spielen.“

Ein genauerer Blick auf den Rand eines Schwarzen Lochs

Dr. Jason Dexter von der University of Colorado, Boulder, USA, sagte:„Die Beobachtungen deuten darauf hin, dass die Magnetfelder am Rand des Schwarzen Lochs stark genug sind, um das heiße Gas zurückzudrängen und ihm zu helfen, der Anziehungskraft der Schwerkraft zu widerstehen.“

„Nur das Gas, das durch das Feld gleitet, kann spiralförmig nach innen zum Ereignishorizont gelangen.“

Das EHT ist eine internationale Zusammenarbeit, die gegründet wurde, um ein Schwarzes Loch abzubilden, indem acht bodengestützte Radioteleskope weltweit miteinander verbunden werden, um ein virtuelles Teleskop in Erdgröße mit beispielloser Empfindlichkeit und Auflösung zu schaffen. Die Auflösung ist scharf genug, um von der Erde aus eine Orange auf dem Mond einzufangen.

Das Schwarze Loch im Bild befindet sich in einer Galaxie namens Messier 87 oder M87 und ist 55 Millionen Lichtjahre entfernt. Sie hat eine Masse von 6,5 Milliarden Sonnenmassen.

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Die hellen Energie- und Materiestrahlen, die von einem Schwarzen Loch produziert werden, sind eines der mysteriösesten Merkmale der Galaxie.

Die meiste Materie in der Nähe des Randes eines Schwarzen Lochs fällt hinein, aber einige der umgebenden Partikel entweichen kurz vor dem Einfangen und werden in Form von Jets weit in den Weltraum geblasen.

Astronomen haben sich auf verschiedene Modelle zum Verhalten der Materie in der Nähe des Schwarzen Lochs gestützt, um diesen Prozess besser zu verstehen.

Aber sie wissen immer noch nicht genau, wie Jets, die größer als die Galaxie sind, aus ihrer zentralen Region, die so klein wie das Sonnensystem ist, gestartet werden, noch wie genau Materie in das Schwarze Loch fällt.

Forscher sagen, dass die Beobachtungen neue Informationen über die Struktur der Magnetfelder direkt außerhalb des Schwarzen Lochs liefern. Sie fanden heraus, dass nur theoretische Modelle mit stark magnetisiertem Gas erklären können, was sie am Ereignishorizont sehen.

Die neuen Beobachtungen werden in zwei Artikeln beschrieben, die in The Astrophysical Journal Letters veröffentlicht wurden .