Neue Erkenntnisse über die Magnetfelder des Schwarzen Lochs in der Milchstraße

Forschende präsentieren das erste Bild des polarisierten Lichts des supermassereichen Schwarzen Lochs im Herzen unserer Galaxie.

Weltraum

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Forschende aus der Astronomie nutzten im Rahmen einer weltweiten Zusammenarbeit ein virtuelles erdgroßes Teleskop namens Event Horizon Telescope und präsentierten das erste Bild des polarisierten Lichts von Sagittarius A* (Sgr A*), dem supermassereichen Schwarzen Loch im Zentrum unserer Galaxie. Das neue Bild zeigt starke und organisierte Magnetfelder, die sich am Rand von Sgr A* spiralförmig ausbreiten und in ihrer Struktur der des Schwarzen Lochs im Herzen der Galaxie M87 sehr ähnlich sind.

Das polarisierte Bild wird in einer in „The Astrophysical Journal Letters“ veröffentlichten Studie erörtert und in einer Begleitstudie in derselben Publikation weiter interpretiert. Beide Studien wurden teilweise von den EU-finanzierten Projekten BLACKHOLECAM, RadioNet, M2FINDERS, SMILE und JETSET unterstützt.

Gemeinsame Magnetfelder

Die Entscheidung, Sgr A* in polarisiertem Licht zu untersuchen, ergab sich aus der Notwendigkeit, genau zu sehen, wie weit die Ähnlichkeiten zwischen dem supermassereichen Schwarzen Loch in der Milchstraße und seinem weitaus größeren und massereicheren Gegenstück in der Galaxie M87 reichen. Erlauben die Magnetfelder um Sgr A* die Freisetzung mächtiger Materiestrahlen wie die um das Schwarze Loch von M87? Die neuen Studien legen nahe, dass es in Sgr A* tatsächlich einen versteckten Strahl gibt und dass starke Magnetfelder allen Schwarzen Löchern gemeinsam sind.

Sara Issaoun, NASA-Einstein-Fellowship-Stipendiatin und Mitautorin der Studie vom Center for Astrophysics (CfA) erläutert die Forschungsergebnisse in einer Pressemitteilung des CfA: „Wir sehen jetzt, dass es starke, verdrehte und organisierte Magnetfelder in der Nähe des Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße gibt. Neben der Tatsache, dass Sgr A* eine auffallend ähnliche Polarisationsstruktur aufweist wie das viel größere und massereichere Schwarze Loch M87*, stellten wir fest, dass starke und geordnete Magnetfelder entscheidend dafür sind, wie Schwarze Löcher mit dem Gas und der Materie um sie herum wechselwirken.“

Die Astrophysikerinnen und Astrophysiker konnten mithilfe des polarisierten Lichts die Vorgänge um das Schwarze Loch detaillierter darstellen. „Indem wir polarisiertes Licht von heißem, glühendem Gas in der Nähe von Schwarzen Löchern abbilden, können wir direkt auf die Struktur und die Stärke der Magnetfelder schließen, die den Gas- und Materiestrom durchziehen, von dem sich das Schwarze Loch ernährt und den es ausstößt“, erklärt Angelo Ricarte, Astrophysiker am CfA und Mitautor der Studie. „Durch das polarisierte Licht erfahren wir viel mehr über die Astrophysik, die Eigenschaften des Gases und die Mechanismen, die ablaufen, wenn sich ein Schwarzes Loch ernährt.“

Der CfA-Astrophysiker und Mitautor der Studie, Paul Tiede, kommentiert die Schwierigkeiten, ein Bild des Schwarzen Lochs in der Milchstraße zu machen: „Es ist spannend, dass wir überhaupt ein polarisiertes Bild von Sgr A* machen konnten. … Ein polarisiertes Bild zu machen, ist eine zusätzliche Herausforderung in Bezug auf die Dynamik der Magnetfelder um das Schwarze Loch. Unsere Modelle sagten oft sehr turbulente Magnetfelder voraus, was die Erstellung eines polarisierten Bildes extrem erschwerte. Zum Glück ist unser Schwarzes Loch viel ruhiger, sodass das erste Bild möglich ist.“

Die Projekte BLACKHOLECAM (Imaging the Event Horizon of Black Holes) und RadioNet (Advanced Radio Astronomy in Europe) sind abgeschlossen. M2FINDERS (Mapping Magnetic Fields with INterferometry Down to Event hoRizon Scales) und JETSET (Launching, propagation and emission of relativistic jets from binary mergers and across mass scales) enden 2026 und SMILE (Search for Milli-lenses to discriminate between dark matter models) 2027.

Weitere Informationen:
Projekt BLACKHOLECAM
RadioNet-Projektwebsite
Projekt M2FINDERS
Projekt SMILE
JETSET-Projektwebsite

Schlüsselbegriffe

BLACKHOLECAM, RadioNet, M2FINDERS, SMILE, JETSET, Schwarzes Loch, supermassereiches Schwarzes Loch, Milchstraße, Galaxie, polarisiertes Licht, Sagittarius A*, Sgr A*, Magnetfeld, M87