Ist das im Jahr 2022 veröffentlichte Bild des Schwarzen Lochs falsch? Hier ist eine neue Analyse
Eine Gruppe japanischer Astronomen hat die im Jahr 2022 veröffentlichten Bilder des Schwarzen Lochs Sgr A* erneut analysiert und ist dabei zu anderen Schlussfolgerungen gekommen.
Die geheimnisvollsten Objekte im Universum sind schwarze Löcher. Diese Objekte sind eigentlich Regionen der Raumzeit, in denen die Krümmung so extrem ist, dass nicht einmal Licht entkommen kann. Die Idee entstand, als Albert Einstein zu dem Schluss kam, dass die Krümmung der Raumzeit das ist, was wir als Gravitation kennen. Das heißt, diese Objekte sind Regionen mit extremer Gravitation und ein großartiges Labor, um diese Wechselwirkung zu verstehen.
Die Kollaboration des Event Horizon Telescope (EHT) wurde mit dem Ziel gegründet, die erste Aufnahme eines supermassiven schwarzen Lochs zu machen. 2019 veröffentlichte die Kollaboration das Bild M87* der elliptischen Galaxie M87 und 2022 die erste Aufnahme des supermassiven schwarzen Lochs Sagittarius A* (Sgr A*). Sgr A* befindet sich im Zentrum der Milchstraße und hat etwa die 4 Millionenfache Masse der Sonne.
Kürzlich haben japanische Forscher des National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) eine neue Analyse von Sgr A*-Bildern durchgeführt. Die Gruppe von Astronomen analysierte die Bilder mit neuen Methoden und entdeckte, dass das Format und die Verteilung des Lichts anders ist als berichtet. Die neue Analyse bestätigt jedoch weiterhin die Vorhersagen der allgemeinen Relativitätstheorie von Einstein.
Schwarze Löcher
One of the most important theorems in black hole physics is the no hair theorem, which says that black holes can only be differentiated by three characteristics: mass, spin and load. It is possible to classify black holes according to their mass and spin. Due to their mass, black holes can be supermassive or stellar, in addition to a class called intermediate that has not yet been observed.
Supermassive schwarze Löcher befinden sich im Zentrum aller Galaxien, einschließlich der Milchstraße und ihrer Nachbargalaxie Andromeda.
Stellare Schwarze Löcher sind Objekte mit einer Masse, die ein Vielfaches der Sonnenmasse beträgt. Diese Objekte entstehen, wenn sehr massereiche Sterne das Ende ihres Lebens erreichen und in einen Gravitationskollaps geraten. Der Ursprung der Supermassen ist unbekannt, und mehrere Hypothesen werden noch geprüft. Das James-Webb-Weltraumteleskop hat die Aufgabe, etwas über den Ursprung dieser Objekte zu erfahren.
Sgr A*
Das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße heißt Sagittarius A* (Sgr A*) und hat seinen Namen, weil es von der Erde aus gesehen in Richtung des Sternbilds Schütze liegt. Es befindet sich etwa 26.000 Lichtjahre vom Sonnensystem entfernt und hat 4 Millionen Sonnenmassen, ist also etwas kleiner als die Umlaufbahn des Merkurs. Es wird seit den 1990er Jahren genau beobachtet.
Im Jahr 2020 wurde ein Teil des Nobelpreises an Astronomen verliehen, die die Bewegung der Sterne um Sgr A* beobachtet haben. Die Sterne in der Nähe des Schwarzen Lochs haben unterschiedliche Geschwindigkeiten und Umlaufbahnen, was die Anwesenheit eines kompakten Objekts im Zentrum beschreibt. Dies war eine der wichtigsten Arbeiten zur Bestätigung der Existenz von Sgr A* im Zentrum der Milchstraße.
EHT-Zusammenarbeit
Im Jahr 2022 veröffentlichte die EHT-Kollaboration, an der Astronomen aus verschiedenen Teilen der Welt beteiligt waren, das erste direkte Bild des Schattens von Sgr A. Das EHT besteht aus mehreren Radioteleskopen an verschiedenen Punkten der Erde, die die Rotation des Planeten beobachten. Auf diese Weise können die Antennen Signale aus einer größeren Region einfangen, und durch die Kombination der Daten aller Teleskope ist es möglich, ein Bild des Objekts zu erstellen.
Das berühmte Bild zeigt einen Lichtring um ein dunkles zentrales Objekt, das als Schatten des Schwarzen Lochs bezeichnet wird. Der Lichtring wird durch die Strahlung verursacht, die von der Materie ausgeht, die sich spiralförmig in das Schwarze Loch hineinbewegt. Das EHT setzt seine Beobachtungskampagnen fort, um bessere Daten zu erhalten und die Qualität der erhaltenen Fotos zu verbessern. Vor kurzem hat das EHT sein Interesse an einer Videoaufnahme der Dynamik bekundet.
Neue Analyse
Das National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) veröffentlichte einen Artikel, in dem es neue Analysen der vom EHT gewonnenen Daten durchführte. Die Idee war, das Bild von Sgr A* mit neuen Methoden zu rekonstruieren.
Darüber hinaus würde auch die Helligkeit einen Unterschied aufweisen, und das ursprüngliche Bild würde auf die im ersten Bild verwendete Methode zurückzuführen sein. Ein Teil wäre ein wenig heller als der andere. Die neuen Ergebnisse zeigen, dass die Scheibe um etwa 40º zu uns geneigt wäre und mit einer Geschwindigkeit von 60 % der Lichtgeschwindigkeit rotieren würde.
Und jetzt?
Die neue Reanalyse stimmt immer noch mit Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie und dem, was wir von einem Schwarzen Loch erwarten würden, überein. Der einzige Unterschied liegt in den Eigenschaften der Akkretionsscheibe und in der Art und Weise, wie wir sie hier von der Erde aus beobachten. Sowohl die EHT-Analyse als auch die NAOJ bestätigen die Vorhersagen der allgemeinen Relativitätstheorie für ein Schwarzes Loch von 4 Millionen Sonnenmassen.
Diese neue Analyse hilft, besser zu verstehen, wie die Akkretionsscheibe um Sgr A* aussieht. Die vom EHT gewonnenen Daten sind einer der Versuche, diese Region zu kartieren, obwohl die Daten extrem kompliziert sind. Die Astronomen konzentrieren sich auf Verbesserungen, um detailliertere und genauere interferometrische Bilder zu erzeugen.
Quellenhinweis:
Miyoshi et al. 2024 An independent hybrid imaging of Sgr A* from the data in EHT 2017 observations Monthly Notices of the Royal Astronomical Society