Die hellere Hälfte des Rings abgebildet durch die Event-Horizon-Teleskop.Bild: EHT
Heute, Wissenschaftler aus der Event-Horizon-Teleskop veröffentlicht ein Bild, das nach unten gehen in der wissenschaftlichen Geschichte: das erste Bild von einem schwarzen Loch. Doch es ist mehr Wissenschaft als schöne Bilder. Neben der release, Wissenschaftler fiel sechs Papiere dokumentieren, wie Sie das Bild geschaffen hat und was Sie schon gelernt über das schwarze Loch im Zentrum von M87, eine Galaxie 55 Millionen Lichtjahre entfernt.
“Dies ist nur der Anfang,” Avery Broderick, Physiker am Perimeter Institute und der University of Waterloo, sagte während einer National Science Foundation Pressekonferenz. Forscher rechnen zu tun “amazing Wissenschaft” durch “das Studium dieses Bildes genau und wiederholte diese Geschichte”, sagte er.
Schwarze Löcher sind stellen im Raum, so dicht, mit so immenser Schwerkraft, dass jenseits einer bestimmten Grenze genannt die “event horizon” Licht nicht entweichen kann. Mit einer Technik namens very long baseline-Interferometrie, acht Teleskopen rund um die Welt sammeln konnten Daten aus dem schwarzen Loch im Zentrum der Galaxie M87 zurück im Jahr 2017. Die Forscher kombinierten radio-wave-Daten von jedem Teleskop, das image erstellen. Während das Letzte Bild ist kein Foto und benötigten signifikanten Daten-Analyse und-Modellierung zu erstellen, mehrere voneinander unabhängige Techniken wurden verwendet, um die Daten zu verarbeiten und die Schatten immer blieb in der endgültigen Bilder, nach einem der Papiere.
Vor allem, dieses Bild beweist einmal mehr, dass die wichtigste Theorie, die die Physiker verwenden, um zu erklären die Schwerkraft, die Allgemeine Relativitätstheorie richtig ist. Yale Astrophysiker Priyamvada Natarajan sagte Gizmodo in einer E-Mail, dass das Bild auch bietet der stärksten Beweise noch, dass das, was wir habe lange darüber nachgedacht, Galaxien wahr ist—, dass Sie enthalten supermassive schwarze Löcher in Ihren Zentren, enthalten points-of-no-return für Licht, die sogenannten Ereignis-Horizont. Kurz gesagt, Sie sind nicht gerade groß, Dichte Kugeln, aber etwas unheimlicher.
Das erste Bild von einem schwarzen Loch.Bild: Event Horizon Telescope
Dies allein ist eine große Sache. Trotz Ihrer chaos, die Allgemeine Relativitätstheorie sagt, dass ein Schwarzes Loch Verhalten kann vorhergesagt werden basierend auf nur drei Eigenschaften: Masse, spin und elektrische Ladung. Viel kleinere schwarze Löcher scheinen diese Regeln befolgen, nach Beobachtungen aus der LIGO-und Virgo-Gravitationswellen-Detektoren, die Messen, Störungen in der Raumzeit, von schwarzen Löchern kollidieren. Aber vielleicht gibt es etwas, was wir nicht sehen, eine gewisse Wirkung, die nur kommt in größere schwarze Löcher, und vielleicht sind diese potentiellen Unterschiede könnte helfen zu beschreiben, einige Geheimnisse des Universums, wie dunkle Materie.
Aber diese ersten Ergebnisse aus den Event-Horizon-Teleskop vermuten, dass beide große und kleine schwarze Löcher gehorchen den gleichen Regeln. “Nur sehen, dass [M87 schwarze Loch] sieht aus wie ein Schwarzes Loch im Milliarden mal die Masse der Sonne, und LIGO die schwarzen Löcher sehen aus wie schwarze Löcher in ein paar zig-mal die Masse der Sonne, ist schon einengend mögliche änderungen der Schwerkraft,” Maya Fishbach, graduate student an der University of Chicago, department of astronomy und Astrophysik, sagte Gizmodo. Was Sie bedeutet, ist, dass diejenigen, die hoffen, zu nutzen, potenzielle neue Effekte, verursacht durch Unterschiede in der black-hole-Größe zu lösen Sie Rätsel wie dunkle Materie, müssen Sie woanders suchen nach Antworten.
Das image erstellen hat uns auch gelehrt, die Besonderheiten von dem schwarzen Loch selbst. Das Bild zeigt nicht das schwarze Loch event horizon, aber ein Schatten, den das Licht, um es aufgrund der instabilen Bahnen von Photonen, die um das zentrale Objekt. Noch wissen die Wissenschaftler, dass der Schatten ist rund fünf mal der Schwarzschild-radius oder die Größe der Ereignis-Horizont. Das ist genug, um zu folgern einige der black-hole-Eigenschaften—Forscher berechnete die Masse, zum Beispiel, auf 6,5 Milliarden mal die Masse der Sonne.
Die Galaxie M87 und seine jet der Materie.Bild: Hubble
Ein weiteres Ergebnis kommt nicht aus dem Schatten selbst, sondern aus dem ring der Strahlung um. Sie können feststellen, es ist asymmetrisch, es scheint zu glühen, stärker auf den unteren Teil des Bildes als auf der Oberseite. Frühere Beobachtungen der Galaxie M87 nachweisen, dass es die Einleitung eines energiereichen Strahl aus Materie aus Ihrem Zentrum, und die Physiker haben die Hypothese aufgestellt, dass der jet könnte sein, angetrieben von Energie, die mit dem schwarzen Loch zu drehen. Die Asymmetrie in der Schein belegt, dass das schwarze Loch ist in der Tat zu Spinnen, was könnte die Stromversorgung der jet. Der rest der Form wäre aufgrund der gravitationslinseneffekt—das schwarze Loch verziehen Licht von den Sachen, die dahinter steckt, so das Papier, veröffentlicht in Der Fachzeitschrift Astrophysical Journal Letters.
Aber Sie haben sich nicht tatsächlich beobachtet der jet noch, Marianne Akiyama, postdoctoral fellow am MIT Haystack Observatory führenden der EHT-imaging-Gruppe, erklärt Gizmodo per Telefon. Und das ist ein wichtiger Bereich, um zu studieren, denn es könnte erklären, wie die Galaxie M87 entwickelt sich mehr im Allgemeinen—aber Sie haben noch nicht einmal die Bild-Empfindlichkeit, um zu sehen, der jet selbst, noch die jet-forming region.
Dann gibt es noch die unbeantwortete Frage, ob die Physiker werden in der Lage sein, änderungen zu sehen, um die region rund um das schwarze Loch im Laufe der Zeit, Akiyama erklärt. Die Gruppe produziert vier Bilder, eins von jeder Nacht, die Sie beobachteten mit dem Teleskop—und jedes Bild sah etwas anders aus. “Wir haben nicht genug Daten zur Lokalisierung des Ursprungs der Zeit-variation,” Akiyama sagte. “Aber wir glauben, dass durch die Anhäufung von Beobachtungen über die im nächsten Jahr mit zusätzlichen Teleskopen, die wir identifizieren können, was ändert das schwarze Loch-Bild.”
Mehr Teleskope wird sich die Mühe, und hoffentlich werden wir auch bald sehen, ein Bild von Sagittarius A*, das schwarze Loch im Zentrum unserer eigenen Galaxie. Imaging, das schwarze Loch hat bewiesen schwieriger, als es ist viel kleiner und es gibt mehr Bewegung um ihn herum.
Heute haben wir ein unglaubliches Bild. Und bald bekommen wir eine ganze Menge mehr unglaubliche Wissenschaft zum nachdenken.
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