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EVENT HORIZON TELESCOPE
Die turbulente Strömung um das supermassereiche Schwarze Loch von M 87
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie
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22. Januar 2025

Neues vom supermassereichen Schwarzen Loch von Messier 87: Die Kombination von Beobachtungen mit dem Event Horizon Telescope mit neuen, detaillierten Modellrechnungen lieferte jetzt weitere Erkenntnisse über die Struktur und Dynamik des Plasmas in der Nähe des Ereignishorizonts. Sie bestätigten zudem, dass die Rotationsachse des Schwarzen Lochs von M87* von der Erde weg zeigt.

M 87

Beobachtete und computer-simulierte theoretische Bilder von M 87*. Die Spalte links zeigt EHT-Bilder von M 87* aus den Beobachtungskampagnen 2018 und 2017. Die rechte Spalte zeigt Beispielbilder aus allgemeinen relativistischen magnetohydrodynamischen Simulationen (GRMMHD) zu zwei verschiedenen Zeitpunkten. Bild: Hung-Vi Pu (The Event Horizon Telescope Collaboration, 2025, Astronomy & Astrophysics)  [Großansicht]

"Diese Studie unterstreicht die Bedeutung der Einbeziehung größerer und vielfältigerer Simulationssätze bei der Untersuchung des supermassereichen Schwarzen Lochs", erklärt Christian M. Fromm, Mitglied der EHT-Theorie-Gruppe und Wissenschaftler an der Universität Würzburg und am Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR). "Durch die Integration von Multi-Epochen-Daten mit fortgeschrittenen Modellen können wir die dynamischen Prozesse besser verstehen, die die beobachteten Helligkeitsschwankungen bei M 87* antreiben. Dieser Ansatz ebnet den Weg für zukünftige Studien, die sich auf das komplexe Zusammenspiel von Plasmadynamik und Spin des Schwarzen Lochs konzentrieren."

"Die direkte Umgebung Schwarzer Löcher ist turbulent und dynamisch. Da wir die Beobachtungen von 2017 und 2018 als voneinander unabhängige Messungen betrachten können, haben wir eine neue Perspektive zur Untersuchung der Umgebung des Schwarzen Lochs", erläutert Hung-Yi Pu, Assistenzprofessor an der National Taiwan Normal University. "Diese Arbeit unterstreicht das Potenzial der Beobachtung des Schwarzen Lochs in seiner zeitlichen Entwicklung."

Die Beobachtungen von 2018 bestätigten den leuchtenden Ring aus dem Bild von 2017 mit einem Durchmesser von etwa 43 Mikrobogensekunden; das entspricht den theoretischen Vorhersagen für den Schatten eines Schwarzen Lochs mit einer Masse von 6,5 Milliarden Sonnenmassen. Im Vergleich zu 2017 ist der hellste Teil des Rings um 30 Grad gegen den Uhrzeigersinn verschoben, was auf Rotation und Turbulenzen in der Akkretionsscheibe zurückzuführen ist. Dieses Verhalten stimmt mit den Vorhersagen der Analyse von 2017 überein, die eine solche Verschiebung erwarten ließen.

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Unter Verwendung synthetischer Computermodelle, die dreimal umfangreicher sind als diejenigen von 2017, analysierte das EHT-Team Akkretionssimulationen der Beobachtungen aus beiden Jahren. Wenn sich Gas spiralförmig in ein Schwarzes Loch hineinbewegt, kann es sich entlang der Rotationsachse (des Spins) des Schwarzen Lochs ausrichten oder ihm entgegenwirken. Die beobachteten Veränderungen lassen sich besser erklären durch Gas, das in entgegengesetzter Richtung zum Schwarzen Loch rotiert.

"Die Beobachtungen von 2018 zeigen in Verbindung mit den Daten von 2017 ein nuanciertes Bild des Akkretionsflusses von M 87*", sagt Eduardo Ros, Wissenschaftler am MPIfR. "Die Studie unterstreicht, wie sich die Plasmastrukturen in der Nähe des Ereignishorizonts entwickeln und gibt Hinweise auf die Variabilitätsmechanismen, die die Umgebung von Schwarzen Löchern bestimmen. Dieser iterative Prozess von Modellierung und Beobachtung ist entscheidend, um den Geheimnissen der Dynamik der Umgebung Schwarzer Löcher auf die Spur zu kommen."

Die neuen Erkenntnisse sind besonders wichtig vor dem Hintergrund der zusätzlichen Beobachtungen des Schattens des Schwarzen Lochs bei 3 mm Wellenlänge mit dem Global Millimeter VLBI Array (GMVA) im Jahr 2018, die im April 2023 vorgestellt wurden. "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", fügt Thomas P. Krichbaum, ebenfalls Wissenschaftler am MPIfR und Mitglied des Forscherteams, hinzu.

Die laufende Analyse der EHT-Daten aus den Folgejahren (2021 und 2022) wird noch stärkere statistische Einschränkungen und tiefere Einblicke in die turbulente Strömung der Materie bzw. des Gases um M 87* liefern. J. "Diese Ergebnisse beruhen auf der kontinuierlichen Arbeit des EHT und finden Bestätigung in den Untersuchungen mit dem GMVA. Sie zeigen, wie wichtig globale Partnerschaften, modernste Technologien und beharrliches Forschen für den wissenschaftlichen Fortschritt sind", so Anton Zensus, Direktor am MPIfR und Gründungsvorsitzender der EHT-Kollaboration.

Das Event Horizon Telescope ist eine Zusammenschaltung mehrerer Radioteleskope weltweit zu einem virtuellen Teleskop von der Größe der Erde. Es lieferte bislang die detailliertesten Bilder von Schwarzen Löchern. 

Über die Beobachtungen berichtet das Team in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics erschienen ist.

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Die turbulente Strömung um das supermassereiche Schwarze Loch von M 87. Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
Event Horizon Telescope: Ein detaillierteres Bild des Schwarzen Lochs von Messier 87 - 24. Januar 2024
Event Horizon Telescope: Der Schatten des Schwarzen Lochs von M87 - 10. April 2019
Links im WWW
The Event Horizon Telescope Collaboration et al. (2025): The persistent shadow of the supermassive black hole of M87. II. Model comparisons and theoretical interpretations, A&A, 693, A265
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
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