Astronomen haben den allerersten Blick auf polarisiertes Licht und das Magnetfeld geschossen, das Sagittarius A* (Sgr A*) einschließt, das mächtige supermassereiche Schwarze Loch im Herzen unseres Sonnensystems.
Wissenschaftler, die an der Aufnahme und Erstellung des Bildes gearbeitet haben, bezeichnen es als „Meilenstein der Astronomie“.
Die mit dem Event Horizon Telescope (EHT) durchgeführte historische Beobachtung hat gezeigt, dass die Magnetfelder Ähnlichkeiten mit denen aufweisen, die das supermassereiche Schwarze Loch im Herzen der etwa 53 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie M87 umgeben.
Dies überraschte die Forscher angesichts der Tatsache, dass Sgr A* eine Masse von etwa 4,3 Millionen Sonnenmassen hat, während M87 eine äquivalente Masse von etwa 6,5 Milliarden Sonnen hat.
Sgr A* wurde auf Fotos gesehen, aber das neueste Foto ist das erste, das polarisiertes Licht verwendet und das supermassive Schwarze Loch zeigt, das dem Auge von Sauron aus der Verfilmung von JRR Tolkiens „Der Herr der Ringe“ ähnelt.
Mithilfe eines speziellen Filters zur Betrachtung der Magnetfelder des Schwarzen Lochs konnten die Wissenschaftler starke Magnetfelder beobachten, die sich um umgebendes Gas und Materie drehen.
Die Tatsache, dass Sgr A* im Aufbau M87 ähnelt und darauf hindeutet, dass alle Schwarzen Löcher starke Magnetfelder besitzen, stellt frühere Studien und Annahmen in Frage.
Sara Issaoun von der Harvard-Universität, Co-Leiterin des Projekts, sagte: „Was wir jetzt sehen, ist, dass es in der Nähe des Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße starke, verdrehte und organisierte Magnetfelder gibt.“
„Neben der Tatsache, dass Sgr A* eine auffallend ähnliche Polarisationsstruktur aufweist wie das viel größere und leistungsstärkere Schwarze Loch M87*, haben wir gelernt, dass starke und geordnete Magnetfelder entscheidend dafür sind, wie Schwarze Löcher mit dem Gas und der Materie um sie herum interagieren.“ ihnen.”
Fast jede große Galaxie hat in ihrem Zentrum ein supermassereiches Schwarzes Loch, das dazu führt, dass Sterne sie auf eine bestimmte Weise umkreisen.
Das erste Bild von Sgr A* wurde 2020 von der Event Horizon Telescope Collaboration veröffentlicht. Es stellte einen Durchbruch der damaligen Zeit dar und zeigte das supermassereiche Schwarze Loch als unscharfes Bild, das einem leuchtenden Donut ähnelte. Das frischere Bild ist das bisher klarste.
In einer Erklärung zur Ankündigung des neuen Fotos sagten die Forscher: „Licht ist eine oszillierende oder sich bewegende elektromagnetische Welle, die es uns ermöglicht, Objekte zu sehen. Im Plasma um diese Schwarzen Löcher verleihen Partikel, die um magnetische Feldlinien wirbeln, ein Polarisationsmuster senkrecht zu.“ das Feld.”
Licht schwingt oft auf eine Weise, die es bevorzugt, und Wissenschaftler beschreiben diese Präferenz als „polarisiert“. Dieses polarisierte Licht umgibt uns, ist für das menschliche Auge jedoch nicht von normalem Licht zu unterscheiden.
Durch die Verdoppelung der einzigartigen Lichteigenschaft konnten Astronomen ein äußerst detailliertes Bild davon zeichnen, wie Sgr A* aussieht und wie es funktioniert.
Angelo Ricarte, Fellow der Harvard Black Hole Initiative und Co-Leiter des Projekts, sagte: „Durch die Abbildung von polarisiertem Licht aus heißem, leuchtendem Gas in der Nähe von Schwarzen Löchern können wir direkt auf die Struktur und Stärke der Magnetfelder schließen, die den Fluss von Gas und Materie durch das Schwarze leiten.“ Loch speist weiter und wirft aus.
„Polarisiertes Licht lehrt uns viel mehr über die Astrophysik, die Eigenschaften des Gases und die Mechanismen, die bei der Nahrungsaufnahme eines Schwarzen Lochs ablaufen.“
Um die Beobachtungen durchzuführen, verbanden die Mitarbeiter acht Teleskope auf der ganzen Welt, um ein virtuelles erdgroßes Teleskop zu schaffen, das als Event Horizon Telescope bekannt ist.
Obwohl das Team mit einem der leistungsstärksten Teleskope der Welt arbeitete, stellte die Erfassung eines supermassereichen Schwarzen Lochs in polarisiertem Licht immer noch eine große Herausforderung dar.
Wie die Forscher feststellten, „sitzt Sgr A* nicht still, um Fotos zu machen“ und bewegt sich ständig, nach und nach, im Raum. M87 hingegen ist viel ruhiger und erklärt wahrscheinlich, warum Astronomen es zum Vergleich mit Sgr A* ausgewählt haben.
EHT-Projektwissenschaftler Geoffrey Bower sagte: „Ein polarisiertes Bild zu machen ist, als würde man das Buch öffnen, nachdem man nur das Cover gesehen hat.“
„Da Sgr A* sich bewegt, während wir versuchen, es zu fotografieren, war es schwierig, auch nur das unpolarisierte Bild zu konstruieren“, fügte er hinzu, dass das erste Bild aufgrund der Bewegung von Sgr A* ein Durchschnitt aus mehreren Bildern war.
„Wir waren erleichtert, dass polarisierte Bilder überhaupt möglich waren. Einige Modelle waren viel zu durcheinander und turbulent, um ein polarisiertes Bild zu erzeugen, aber die Natur war nicht so grausam.“