Neues Puzzleteil im Verständnis Schwarzer Löcher entdeckt

MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Ein bedeutender Fortschritt in der Astronomie wurde erzielt, als Forscher mithilfe des James-Webb-Weltraumteleskops ein fehlendes Puzzleteil im Verständnis des Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße entdeckten.

Die Entdeckung eines entscheidenden Puzzleteils im Verständnis des Schwarzen Lochs Sagittarius A* im Zentrum der Milchstraße markiert einen bedeutenden Fortschritt in der Astronomie. Mithilfe des James-Webb-Weltraumteleskops konnten Forscher erstmals Strahlungsausbrüche im mittleren Infrarotbereich beobachten, die bisher nicht erfasst werden konnten. Diese Beobachtungen schließen eine langjährige Wissenslücke und bieten neue Einblicke in die Dynamik und Struktur von Schwarzen Löchern.

Infrarotlicht, das längere Wellenlängen als sichtbares Licht aufweist, ermöglicht es Wissenschaftlern, durch Staubschichten hindurchzublicken, die im sichtbaren Bereich undurchdringlich sind. Diese Fähigkeit ist entscheidend, um die komplexen Prozesse im Umfeld von Schwarzen Löchern zu verstehen. Die neuen Beobachtungen im mittleren Infrarotbereich ergänzen die bisherigen Daten aus dem Radio- und nahen Infrarotbereich und schaffen eine Verbindung zwischen diesen beiden Bereichen.

Die Forscher des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie und des Center for Astrophysics (Harvard und Smithsonian) nutzten das Instrument MIRI des James-Webb-Teleskops, um die schnellen Veränderungen der Strahlungsausbrüche von Sgr A* zu verfolgen. Diese Ausbrüche entwickeln sich innerhalb weniger Stunden und zeigen nicht bei allen Wellenlängen dieselben Veränderungen. Die neuen Daten helfen, die komplexen Wechselwirkungen im Umfeld des Schwarzen Lochs besser zu verstehen.

Eine Theorie zur Entstehung dieser Strahlungsausbrüche besagt, dass sie durch die Bündelung von Magnetfeldlinien in der Akkretionsscheibe des Schwarzen Lochs verursacht werden. Diese Scheibe dreht sich um das Schwarze Loch und transportiert Material ins Innere. Wenn Magnetfeldlinien aufeinandertreffen und verschmelzen, wird Energie freigesetzt, darunter die sogenannte Synchrotronemission. Diese entsteht, wenn sich energiereiche Elektronen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit entlang der Magnetfeldlinien bewegen.

Um die Strahlungsausbrüche freizusetzen, müssen die Elektronen abkühlen, was durch die neuen Beobachtungen im mittleren Infrarotbereich bestätigt wird. Diese Erkenntnisse tragen dazu bei, die physikalischen Prozesse in der Nähe von Schwarzen Löchern besser zu verstehen und die Modelle zur Beschreibung dieser Phänomene zu verfeinern.

Die gleichzeitige Beobachtung von Sgr A* mit verschiedenen Teleskopen, darunter das Submillimeter-Array, das Nuclear Spectroscopic Telescope Array und das Chandra-Röntgenobservatorium, ermöglichte es den Forschern, den Verlauf eines Strahlungsausbruchs detailliert zu verfolgen. Zehn Minuten vor dem Ausbruch im mittleren Infrarotbereich wurde ein Ausbruch im Millimeterwellenbereich beobachtet, der jedoch nicht energiereich genug war, um auf Röntgenaufnahmen sichtbar zu sein.

Die Bedeutung der Beobachtung in verschiedenen Wellenlängen wird durch diese Studie unterstrichen. Nur durch die Erfassung des gesamten Verlaufs von Strahlungsausbrüchen können Wissenschaftler die zugrunde liegenden Prozesse vollständig verstehen. Zukünftig sollen auch andere Schwarze Löcher, wie M87*, auf ähnliche Weise untersucht werden, um das Verständnis dieser faszinierenden kosmischen Objekte weiter zu vertiefen.