Sowohl die Milchstraße als auch eine Galaxie namens M87 haben supermassive Schwarze Löcher in ihrem Kern. Dies sind die beiden größten Schwarzen Löcher, die wir kennen, und das Event Horizon Telescope hat gerade atemberaubende Bilder ihrer Ereignishorizonte aufgenommen. Ein neues Papier untersucht, was wir von einem EHT der nächsten Generation erwarten können, und hebt zwölf Ziele hervor, die ganz oben auf der Liste stehen sollten.
Das Event Horizon Telescope (EHT) ist eine internationale Zusammenarbeit, die ein globales Netzwerk von Radioteleskopen nutzt. Durch die Verbindung mehrerer Teleskope mit einer als Interferometrie bekannten Technik können sie alle zusammenarbeiten und ein riesiges virtuelles Teleskop bilden, das so groß ist wie der Abstand zwischen ihnen. Im April 2019 erreichte das EHT einen historischen Meilenstein, indem es das allererste Bild eines schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie M87 aufnahm.
Schwarze Löcher wie das in M87 sind definitiv das Ziel des EHT. Es sind Bereiche im Weltraum mit so starken Gravitationskräften, dass nichts, nicht einmal Licht, entkommen kann. Sie entstehen aus den Überresten massereicher Sterne, die unter ihrer eigenen Schwerkraft kollabieren und ein Objekt namens Singularität mit unendlicher Dichte bilden. Um die Singularität herum befindet sich der Ereignishorizont, über den hinaus weder Informationen noch Materie zurückkehren können. Dies ist das, was für das EHT von besonderem Interesse ist.
Um die Qualität der Bilder zu verbessern, sind mehrere Erweiterungen des Arrays geplant. Dadurch wird die Auflösung verbessert, sodass eine größere Anzahl schwarzer Löcher untersucht werden kann. Theoretische Studien von EHT-Bildern sowohl von Sgr A im Zentrum unserer Galaxie als auch des schwarzen Lochs im Zentrum von M87 bevorzugen Modelle mit dynamisch signifikanten Magnetfeldern.
Magnetisch arretierte Scheibenmodelle (MAD), die Jet-Mechanismen antreiben, haben wichtige Auswirkungen auf die Beziehung zwischen supermassiven Schwarzen Löchern und der Entwicklung ihrer Wirtsgalaxie. Die Erweiterungen erfordern die Erweiterung der Infrastruktur um neue Schüsseln und die Modernisierung vieler bestehender Teleskope. Nach der Fertigstellung werden gleichzeitige Beobachtungen im Frequenzbereich von 86-230-345 GHz möglich sein, was neue Studien ermöglicht.
In dem von Xinyue Alice Zhang vom Zentrum für Astrophysik an der Harvard & Smithsonian verfassten Artikel berichtet das Team über seinen Versuch, die 12 vielversprechendsten supermassiven Schwarzen Löcher für das EHT zu untersuchen. Die Studie ist verfügbar auf der arXiv Preprint-Server.
Die Auswahl der Ziele erfolgte nach einer umfassenden Analyse, die mit der ETHER-Datenbank begann, einer Liste von 3,8 Millionen Quellen. Diese wurde dann auf jene eingegrenzt, deren Flussdichte (Signalstärke) eine optische Massenmessung ermöglichte. Ein Großteil dieser Arbeit wurde manuell erledigt. Weitere Quellen mit großen Winkelausdehnungen werden der Datenbank ständig hinzugefügt, sodass die Anzahl möglicher Ziele mit der Zeit steigen wird.
Zu den bisher identifizierten Zielgalaxien gehören: IC1459, NGC45elliptical94, NGC3998, NGC4261, NGC2663, NGC3894, M84, NGC4552, 3C 317, NGC315, NGC1218 und NGC5077. Sie alle eignen sich als zukünftige EHT-Ziele, weisen aber einige Ähnlichkeiten auf. Beispielsweise sind viele von ihnen elliptische Galaxien, einige werden jedoch als linsenförmige Galaxien klassifiziert.
Mehr Informationen:
Xinyue Alice Zhang et al, Zugang zu einer neuen Population supermassiver Schwarzer Löcher mit Erweiterungen des Event Horizon Telescope, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2406.17754