Neue Analyse des zentralen supermassiven Schwarzen Lochs der Milchstraße zeigt längliche Struktur

Ein Forschungsteam unter der Leitung von Assistenzprofessor Makoto Miyoshi vom National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) analysierte unabhängig voneinander Beobachtungsdaten des supermassereichen Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße, die im Rahmen des internationalen gemeinsamen Beobachtungsprojekts Event Horizon gewonnen und veröffentlicht wurden. Teleskop (EHT). Sie stellten fest, dass die Struktur in Ost-West-Richtung leicht verlängert ist.

Diese Forschung, veröffentlicht in der Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical SocietyWirft einen neuen Blick auf öffentlich verfügbare EHT-Daten und demonstriert den wissenschaftlichen Prozess, bei dem die Sicherheit der Antwort zunimmt, wenn verschiedene Forscher eine Theorie weiterhin untersuchen und diskutieren.

Die Milchstraße, in der wir leben, enthält mehr als 100 Milliarden sonnenähnliche Sterne. Es gibt unzählige Galaxien dieser Größe im Universum, von denen man annimmt, dass die meisten von ihnen supermassereiche Schwarze Löcher in ihren Zentren haben, deren Masse millionen- bis milliardenfach größer ist als die der Sonne. In der Mitte der Milchstraße befindet sich auch ein supermassereiches Schwarzes Loch namens Sagittarius A* (Stern A).

Das Schwarze Loch verschluckt alles, einschließlich Licht, sodass es unmöglich ist, das supermassereiche Schwarze Loch selbst zu sehen. Die Analyse von Sternen, die das Schwarze Loch mit hoher Geschwindigkeit umkreisen, zeigt jedoch, dass Sagittarius A* eine Masse hat, die etwa vier Millionen Mal so groß ist wie die der Sonne. Durch sorgfältige Beobachtung der eigenen Umgebung kann man Hinweise auf die Natur des unsichtbaren Schwarzen Lochs erhalten.

Das EHT beobachtete Sagittarius A* im Jahr 2017 mit einer Reihe von acht bodengestützten Radioteleskopen und nutzte eine als Radiointerferometrie bekannte Technik, um Ergebnisse verschiedener Teleskope zu kombinieren. Die Ergebnisse dieser Beobachtungen wurden 2022 veröffentlicht, darunter ein Bild einer hellen Ringstruktur, die eine dunkle Zentralregion umgibt, was auf die Anwesenheit eines Schwarzen Lochs hinweist.

Im Gegensatz zur klassischen Fotografie weisen Daten aus Beobachtungen, die mehrere weit voneinander entfernte Radioteleskope verbinden, viele Lücken in ihrer Vollständigkeit auf, weshalb spezielle Algorithmen verwendet werden, um aus den Daten ein Bild zu konstruieren. In dieser Forschung wandte das Team im Gegensatz zur ursprünglichen EHT-Analysemethode weit verbreitete traditionelle Methoden auf EHT-Daten an.

Miyoshi erklärt: „Unser Bild ist in Ost-West-Richtung leicht verlängert und die östliche Hälfte ist heller als die westliche Hälfte. Wir glauben, dass dieses Erscheinungsbild darauf hindeutet, dass die Akkretionsscheibe, die das Schwarze Loch umgibt, rotiert.“

Beobachtungsdaten und Methoden zur EHT-Analyse sind frei verfügbar und viele Forscher haben die Ergebnisse der EHT-Analyse validiert. Diese Recherche ist auch Teil dieser regelmäßigen Verifizierungsaktivitäten.

Die Radiointerferometrie, die Teleskope auf der ganzen Welt verbindet, ist eine sich entwickelnde Technologie, und die Forschung zur Datenanalyse und Bildverarbeitung ist im Gange und integriert Erkenntnisse aus der Statistik und anderen verwandten Disziplinen.

Die in dieser Forschung vorgestellten Strukturen unterscheiden sich von den Ergebnissen des EHT-Teams, aber beide sind plausible Strukturen, die aus Daten mit den jeweiligen Methoden abgeleitet wurden. Das EHT spielt eine wichtige Rolle in der Erforschung von Schwarzen Löchern, indem es eine unabhängige Verifizierung anstrebt und offene Daten zur Verifizierung bereitstellt.

Es besteht die Hoffnung, dass durch die aktive Diskussion unter Forschern ein zuverlässigeres Bild von Sagittarius A* entsteht, das auf verbesserten Analysemethoden und Daten aus seit 2018 durchgeführten Folgebeobachtungen basiert.