Wissenschaftler entdecken neue Details über Schwarze Löcher

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Aufregende Radiobilder von Strahlung, die von einem supermassiven Schwarzen Loch strömte, halfen, Astronomie-Wissenschaftler Um zu bestätigen, dass “kleine” Schwarze Löcher genauso funktionieren wie größere Schwarze Löcher.

Das Event Horizon Telescope, ein globales Netzwerk von Radioteleskopen, erfasste Details des riesigen Schwarzen Lochs im Herzen der nahegelegenen Radiogalaxie Centaurus A.

Das gleiche Team zeichnete das erste direkte Bild eines Schwarzen Lochs, als es 2019 das Riesensternphänomen Messier 87 fotografierte.

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Das Team, zu dem auch Astronomen des Max-Planck-Instituts in Deutschland gehören, richtete Radioteleskope auf riesige Plasmajets aus dem Zentrum der Centaurus A-Galaxie, die etwa 13 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt ist.

Die Daten zeigen, dass das vom hinteren Loch freigesetzte Plasma an den Rändern heller ist als in der Mitte, was auch bei anderen Schwarzen-Loch-Jets zu sehen ist, aber nie klar war.

Sie sagen, dass die neuen Bilder und Daten, die gesammelt werden, zukünftig eine hochauflösende direkte Abbildung des Schwarzen Lochs selbst mit zukünftigen Weltraumteleskopen ermöglichen werden.

Die Forscher fanden auch heraus, dass ihre Beobachtungen mit dem übereinstimmen, was man von Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie erwarten würde, und legen nahe, dass die größten supermassiven Schwarzen Löcher “erweiterte Versionen” kleinerer Schwarzer Löcher sind.

Im Zentrum von Centaurus A befindet sich ein Schwarzes Loch mit einer Masse von 55 Millionen Sonnen, und das supermassive Schwarze Loch im Zentrum wurde intensiv untersucht, teilweise aufgrund des relativistischen Flusses, der in Röntgenstrahlen und Radiowellenlängen emittiert und sichtbar ist.

Supermassereiche Schwarze Löcher im Zentrum von Galaxien wie Centaurus A ernähren sich von Gas und Staub, die von der massiven Schwerkraft angezogen werden.

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Dieser Prozess setzt riesige Energiemengen frei, und die Galaxie soll „aktiv“ werden. Der größte Teil der Materie befindet sich in der Nähe des Randes des Schwarzen Lochs.

Wissenschaftler entdecken neue Details über Schwarze Löcher

Einige der umgebenden Teilchen entkommen jedoch Momente, bevor sie eingefangen werden, und explodieren mit Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit in den Weltraum. Diese Jets, eines der rätselhaftesten und lebendigsten Merkmale von Galaxien, werden aus diesen entkommenen Teilchen geboren.

Astronomen haben sich auf verschiedene Modelle verlassen, wie sich Materie in der Nähe eines Schwarzen Lochs verhält, um diesen Prozess besser zu verstehen. Sie wissen nicht genau, wie Jets aus der Zentralregion einer Galaxie abgefeuert werden oder wie sie sich ohne Streuung über größere Bereiche von Wirtsgalaxien erstrecken.

Das Event Horizon Telescope soll dieses Rätsel lösen und mehr über Schwarze Löcher erfahren sowie darüber, warum die Ränder der Jets heller erscheinen als die zentralen Regionen.

“Wir können jetzt theoretische Jet-Modelle ausschließen, die diese Helligkeit nicht reproduzieren können”, sagt Matthias Kadler von der Universität Würzburg.

Mit neuen Teleskop-(EHT-)Beobachtungen der Centaurus-A-Jet-Emission wurde die wahrscheinliche Position des Schwarzen Lochs am Emissionspunkt bestimmt.

Aufgrund dieser Position erwarten die Forscher, dass zukünftige Beobachtungen mit kürzerer Wellenlänge und höherer Auflösung das zentrale Schwarze Loch von Centaurus A abbilden können.

Dies erfordert den Einsatz von Weltraumsatellitenobservatorien, da die Daten von Erdteleskopen nicht hoch genug sind.

“Die neuen Erkenntnisse zeigen, dass das EHT eine Fundgrube an Daten über die reiche Vielfalt von Schwarzen Löchern bietet und noch mehr”, sagt Hino Falk, EHT-Vorstandsmitglied und Professor für Astrophysik an der Radboud University.

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Um Centaurus A zu beobachten, verwendete die EHT-Kollaboration das Very Long Basic Interferometer (VLBI), die Technologie, mit der das Schwarze Loch von M87 abgebildet wird.

Eine Koalition von acht Teleskopen auf der ganzen Welt hat sich zum Virtual Event Horizon Telescope zusammengeschlossen, und die EHT-Kollaboration umfasst mehr als 300 Forscher aus Afrika, Asien, Europa, Nord- und Südamerika.

Die Entdeckung unterstützt die Idee, dass massereiche Schwarze Löcher vergrößerte Versionen ihrer leichteren Gegenstücke sind.

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