Der Schatten des supermassiven Schwarzen Lochs von M87 wird seit Jahren in der Galaxis wackeln beobachtet

Im April 2019 veröffentlichte das Event Horizon Telescope (EHT) das erste direkte Bild eines Schwarzen Lochs. Es war ein Radiobild des supermassereichen Schwarzen Lochs in der Galaxie M87. Ein Großteil des Bildes entstand aus Radiolicht, das gravitativ auf uns gerichtet war, aber es gab auch etwas Licht, das von Gas und Staub in der Nähe des Schwarzen Lochs emittiert wurde. Für sich genommen ist das Bild ein etwas unscheinbarer verschwommener Ring, aber die Daten hinter dem Bild erzählen eine detailliertere Geschichte.

Obwohl es als Einzelteleskop bezeichnet wird, ist das EHT eine Zusammenarbeit vieler Radioobservatorien. Zusammen können sie mit einer Technik, die als . bekannt ist, als virtuelles Teleskop von der Größe der Erde fungieren Interferometrie. Die meisten Beobachtungsdaten des Schwarzen Lochs wurden seit 2017 gesammelt, aber einige der Observatorien machten bereits 2009 Beobachtungen. Dies bedeutet, dass wir Bilder von mehr als einem Jahrzehnt haben, obwohl die frühen Bilder viel verschwommener sind. Aber angesichts dessen, was wir heute über das Schwarze Loch wissen, können diese frühen Beobachtungen genauer analysiert werden, und das Ergebnis ist ziemlich interessant.

Wie sich Materie zu M87* windet. Bildnachweis: EHT

Wenn wir ein perfektes Bild des Schwarzen Lochs aufnehmen könnten, würde es als dünner Lichtring erscheinen. Der Ring wird durch allgemeine Hintergrundbeleuchtung verursacht, die direkt auf uns gerichtet. Dieses Licht streift fast den Ereignishorizont des Schwarzen Lochs und gibt uns ein Maß für seine Masse. Aufgrund der Rotation des Schwarzen Lochs ist eine Seite des Rings immer heller als die andere. Licht erhält auf der uns zugewandten Seite einen Energieschub und erscheint dadurch heller. Wenn dieser Lichtring alles wäre, was wir sehen könnten, würde sich das Bild des Schwarzen Lochs nie ändern, da die Rotation des Schwarzen Lochs im Wesentlichen konstant ist.

Eine jahrzehntelange Beobachtung zeigt jedoch, dass sich der Ring im Laufe der Zeit verändert. Es wackelt allmählich, was bedeutet, dass wir auch Material sehen, das vom Schwarzen Loch eingefangen wird. Der Wackeleffekt, den wir sehen, wird durch heißes Gas verursacht, das sich in Richtung des Ereignishorizonts dreht. Dies ist eine aufregende Entdeckung, da wir damit untersuchen können, wie sich Materie in der Nähe eines Schwarzen Lochs verhält. Wir werden mehr darüber erfahren, wie Schwarze Löcher Materie einfangen und wie sie relativistische Jets erzeugen können. Wir könnten auch neue Wege finden, die Allgemeine Relativitätstheorie zu testen.

2021 kommen zwei weitere Radioobservatorien zum EHT, die uns einen noch besseren Blick auf das Schwarze Loch M87 ermöglichen. Wie dieses neueste Ergebnis zeigt, gibt es noch viel zu lernen.

Referenz:Maciek Wielgus et al. ' Überwachung der Morphologie von M87* in den Jahren 2009–2017 mit dem Event Horizon Telescope . 'Das Astrophysikalische Journal901.1 (2020): 67