Das Event Horizon Telescope erweitert sein Portfolio an Schwarzlochbildern.
Im Jahr 2019 enthüllte das Teleskop das erste Bild eines Schwarzen Lochs und enthüllte das supermassive Tier 55 Lichtjahre von der Erde entfernt im Zentrum der Galaxie M87 (SN: 10.04.19). Dieser schiefe orangefarbene Ring zeigte den Schatten des Schwarzen Lochs auf seiner leuchtenden Akkretionsscheibe aus einfallendem Material. Seitdem haben Beobachtungen des Event Horizon Telescope (EHT) detailliertere Ansichten des Schwarzen Lochs von M87 (SN: 23.09.20). Jetzt haben EHT-Daten neue Details des supermassiven Schwarzen Lochs im Herzen einer Galaxie in unserer Nähe namens Centaurus A enthüllt.
Anstatt nah genug heranzuzoomen, um den Schatten des Schwarzen Lochs zu sehen, bietet das neue Bild den bisher klarsten Blick auf die starken Plasmastrahlen, die aus dem Schwarzen Loch ausbrechen. Diese Perspektive gibt einen Einblick, wie supermassereiche Schwarze Löcher solche Plasmajets in den Weltraum schießen, berichten Forscher online am 19. Juli in Naturastronomie.
„Das ist eine ziemlich beeindruckende Leistung“, sagt Radioastronom Craig Walker über die Aufnahme des neuen hochauflösenden Bildes. “Diese [jets] gehören zu den mächtigsten Dingen im Universum“, sagt Walker vom National Radio Astronomy Observatory in Socorro, NM, der nicht an der Arbeit beteiligt war. Da angenommen wird, dass solche superschnellen Plasmaströme das Wachstum und die Entwicklung von Galaxien beeinflussen, sind Astronomen sehr daran interessiert zu verstehen, wie sich die Jets bilden (SN: 29.03.19).
Forscher zeigten im April 2017 sechs Stunden lang das globale Netzwerk von Radioschüsseln, aus denen das EHT bei Centaurus A besteht, während desselben Beobachtungslaufs, der das erste Bild eines Schwarzen Lochs lieferte (SN: 10.04.19). Etwa 12 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt ist Centaurus A eine der hellsten Galaxien am Himmel und bekannt für die riesigen Jets, die von seinem zentralen Schwarzen Loch ausgestoßen werden.
„Sie erstrecken sich über so ziemlich die gesamte Skala der Galaxie“, sagt Michael Janssen, Radioastronom am Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn. „Wenn wir Radiolicht sehen würden [with our eyes], und wir würden den Nachthimmel betrachten, dann würden wir diese Jets von Centaurus A als eine Struktur sehen, die 16-mal größer ist als der Vollmond.“
Mit dem EHT zielen Janssen und Kollegen auf die Basis dieser Jets, die von beiden Seiten der Akkretionsscheibe des Schwarzen Lochs ausströmen. Das neue Bild ist 16-mal so scharf wie frühere Beobachtungen der Jets und untersucht Details von weniger als einem Lichttag – etwa viermal so weit wie die Entfernung von der Sonne zu Pluto. Eines der auffälligsten Merkmale, die das Bild zeigt, ist, dass nur die äußeren Ränder der Düsen zu leuchten scheinen.
„Das ist noch ein Rätsel“, sagt Janssen. Eine Möglichkeit besteht darin, dass die Jets rotieren, was dazu führen könnte, dass Material in einigen Regionen der Jets Licht in Richtung Erde emittiert, während andere dies nicht tun. Oder die Düsen könnten hohl sein, sagt Janssen.
Jüngste Beobachtungen einiger anderer Galaxien haben gezeigt, dass die Jets supermassereicher Schwarzer Löcher an den Rändern heller sind, sagt Denise Gabuzda, Astrophysikerin am University College Cork in Irland, die nicht an der Arbeit beteiligt war. “Aber es war schwer zu sagen, ob es ein gemeinsames Merkmal war oder ob es an den wenigen, die beobachtet wurden, etwas skurril war.”
Die neue Ansicht des Schwarzen Lochs von Centaurus A liefert Beweise dafür, dass diese Kantenaufhellung üblich ist, sagt Gabuzda. „Es ist ziemlich selten, dass man die Jets in beiden Richtungen entdecken kann, aber auf den Bildern von Centaurus A … kann man deutlich sehen, dass beide an den Rändern heller sind.“
Der nächste Schritt wird sein, das EHT-Bild von Centaurus A mit Computersimulationen zu vergleichen, die auf Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie basieren, um zu testen, wie gut die Relativitätstheorie in dieser extremen Umgebung standhält, sagt Janssen. Die Untersuchung der Polarisation oder Ausrichtung der Lichtwellen, die von den Jets von Centaurus A ausgehen, könnte auch die Struktur ihrer Magnetfelder aufdecken – genauso wie die Polarisation den Magnetismus um das Schwarze Loch von M87 (SN: 24.03.21).