Neue Erkenntnisse zur turbulenten Umgebung des Schwarzen Lochs M 87*

MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die jüngsten Studien zur Umgebung des supermassereichen Schwarzen Lochs M 87* liefern faszinierende Einblicke in die dynamischen Prozesse, die in der Nähe solcher kosmischen Giganten ablaufen.

Die Erforschung des supermassereichen Schwarzen Lochs M 87* hat neue Erkenntnisse über die turbulente Umgebung und die dynamischen Prozesse, die dort ablaufen, hervorgebracht. Wissenschaftler des Event Horizon Telescope (EHT) und des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie haben durch die Analyse von Daten aus den Jahren 2017 und 2018 ein nuanciertes Bild des Akkretionsflusses um M 87* erstellt. Diese Studien unterstreichen die Bedeutung der Integration von Multi-Epochen-Daten und fortgeschrittenen Modellen, um die Helligkeitsschwankungen und die Plasmastrukturen in der Nähe des Ereignishorizonts besser zu verstehen.

Die Beobachtungen von 2018 bestätigten den leuchtenden Ring, der bereits 2017 abgebildet wurde, mit einem Durchmesser von etwa 43 Mikrobogensekunden. Diese Messungen stimmen mit den theoretischen Vorhersagen für den Schatten eines Schwarzen Lochs mit einer Masse von 6,5 Milliarden Sonnenmassen überein. Interessanterweise zeigte sich eine Verschiebung des hellsten Teils des Rings um 30 Grad gegen den Uhrzeigersinn, was auf Rotation und Turbulenzen in der Akkretionsscheibe hindeutet. Diese Beobachtungen sind ein Beleg für die dynamische Natur der Umgebung von M 87*.

Durch die Verwendung synthetischer Computermodelle, die dreimal umfangreicher sind als die von 2017, konnte das EHT-Team die Akkretionssimulationen der Beobachtungen aus beiden Jahren analysieren. Diese Modelle helfen zu verstehen, wie sich Gas spiralförmig in ein Schwarzes Loch hineinbewegt und sich entlang der Rotationsachse ausrichtet oder ihr entgegenwirkt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Gas in entgegengesetzter Richtung zum Schwarzen Loch rotiert, was die beobachteten Veränderungen erklärt.

Die neuen Erkenntnisse sind besonders wichtig im Hinblick auf die zusätzlichen Beobachtungen des Schattens des Schwarzen Lochs bei 3 mm Wellenlänge mit dem Global Millimeter VLBI Array (GMVA) im Jahr 2018. Diese Beobachtungen, kombiniert mit den Ergebnissen des EHT bei 1,3 mm Wellenlänge, liefern ein vollständigeres Bild der Umgebung des Schwarzen Lochs und seiner Dynamik. Die laufende Analyse der EHT-Daten aus den Folgejahren wird noch stärkere statistische Einschränkungen und tiefere Einblicke in die turbulente Strömung der Materie um M 87* liefern.

Die kontinuierliche Arbeit des EHT und die Bestätigung durch die Untersuchungen mit dem GMVA zeigen, wie wichtig globale Partnerschaften, modernste Technologien und beharrliches Forschen für den wissenschaftlichen Fortschritt sind. Das Event Horizon Telescope, eine Zusammenschaltung mehrerer Radioteleskope weltweit, hat bislang die detailliertesten Bilder von Schwarzen Löchern geliefert. Diese Fortschritte ebnen den Weg für zukünftige Studien, die sich auf das komplexe Zusammenspiel von Plasmadynamik und Spin des Schwarzen Lochs konzentrieren.