Ein internationales Team von Astronomen hat die bestmögliche Sicht auf ein angeblich supermassives Schwarzes Loch im Zentrum der Milchstraße erhalten. Die Astronomen haben Radiogerichte in Hawaii, Arizona und Kalifornien miteinander verbunden, um ein virtuelles Teleskop mit einem Durchmesser von mehr als 2.800 Meilen zu erstellen, das Details erkennen kann, die mehr als 1.000 Mal feiner sind als das Hubble-Weltraumteleskop. Das Ziel der Beobachtungen war die als Schütze A * („A-Stern“) bekannte Quelle, die lange Zeit die Position eines Schwarzen Lochs markieren sollte, dessen Masse 4 Millionen Mal so groß ist wie die der Sonne.
Mit einer Technik namens Very Long Baseline Interferometry (VLBI) untersuchten die Astronomen die Radiowellen von Schütze A *. In VLBI werden Signale von mehreren Astronomieteleskopen kombiniert, um das Äquivalent eines einzelnen Riesenteleskops zu erzeugen, das so groß ist wie der Abstand zwischen den Einrichtungen. Infolgedessen liefert VLBI eine außerordentlich scharfe Auflösung.
Sie entdeckten eine Struktur in einem winzigen Winkelmaßstab von 37 Mikrobogensekunden - das Äquivalent eines Baseballs auf der Oberfläche des Mondes, 240.000 Meilen entfernt. Diese Beobachtungen gehören zu den höchsten Auflösungen, die jemals in der Astronomie gemacht wurden.
"Diese Technik gibt uns einen unvergleichlichen Blick auf die Region in der Nähe des zentralen Schwarzen Lochs der Milchstraße", sagte Sheperd Doeleman vom MIT, Erstautor der Studie, die in der 4. September-Ausgabe der Zeitschrift Nature veröffentlicht wird.
Obwohl Schütze A * vor drei Jahrzehnten entdeckt wurde, haben die neuen Beobachtungen zum ersten Mal eine Winkelauflösung oder die Fähigkeit, kleine Details zu beobachten, die an die Größe des „Ereignishorizonts“ des Schwarzen Lochs angepasst ist - der Region innerhalb von was nichts, einschließlich Licht, jemals entkommen kann.
Mit drei Teleskopen konnten die Astronomen die Form der emittierenden Region nur vage bestimmen. Zukünftige Untersuchungen werden dazu beitragen, die Frage zu beantworten, was genau sie sehen: eine leuchtende Korona um das Schwarze Loch, einen umlaufenden „Hot Spot“ oder einen Materialstrahl. Dennoch ist ihr Ergebnis das erste Mal, dass Beobachtungen auf die Skala des Schwarzen Lochs selbst heruntergekommen sind, das einen „Schwarzschild-Radius“ von 10 Millionen Meilen hat.
Das Konzept der Schwarzen Löcher, Objekte, die so dicht sind, dass ihre Anziehungskraft verhindert, dass irgendetwas, einschließlich des Lichts selbst, jemals aus ihrem Griff entweicht, wurde lange vermutet, aber ihre Existenz wurde noch nicht endgültig bewiesen. Astronomen untersuchen Schwarze Löcher, indem sie das von Materie emittierte Licht erfassen, das sich erwärmt, wenn es näher an den Ereignishorizont herangezogen wird. Durch die Messung der Größe dieser leuchtenden Region im Zentrum der Milchstraße haben die neuen Beobachtungen die bisher höchste Dichte für die Konzentration von Materie im Zentrum unserer Galaxie ergeben, was "ein wichtiger neuer Beweis für die Existenz von Schwarzen Löchern ist", sagte er Doeleman.
"Dieses an und für sich bemerkenswerte Ergebnis bestätigt auch, dass die 1,3-mm-VLBI-Technik ein enormes Potenzial besitzt, sowohl zur Untersuchung des galaktischen Zentrums als auch zur Untersuchung anderer Phänomene in ähnlich kleinen Maßstäben", sagte Co-Autor Jonathan Weintroub.
Das Team plant, seine Arbeit durch die Entwicklung neuartiger Instrumente zu erweitern, um empfindlichere 1,3-mm-Beobachtungen zu ermöglichen. Sie hoffen auch, zusätzliche Beobachtungsstationen zu entwickeln, die zusätzliche Basislinien (Paarungen von zwei Teleskopeinrichtungen an verschiedenen Orten) liefern, um die Details im Bild zu verbessern. Zukünftige Pläne beinhalten auch Beobachtungen bei kürzeren Wellenlängen von 0,85 mm; Solche Arbeiten werden jedoch aus vielen Gründen noch schwieriger, einschließlich der Erweiterung der Fähigkeiten der Instrumente und der Forderung nach einem Zusammentreffen hervorragender Wetterbedingungen an allen Standorten.
Quelle: Pressemitteilung von Harvard Smithsonian
