Webb der NASA wird sich mit Event Horizon Telescope zusammenschließen, um das supermassereiche Schwarze Loch der Milchstraße zu enthüllen

Auf abgelegenen Berggipfeln auf der ganzen Welt warten Wissenschaftler auf die Nachricht, dass heute Nacht die Nacht ist. Die komplexe Koordination zwischen Dutzenden von Teleskopen auf der Erde und im Weltraum ist abgeschlossen, das Wetter ist klar, technische Probleme wurden behoben – die metaphorischen Sterne sind ausgerichtet. Es ist an der Zeit, sich das supermassereiche Schwarze Loch im Herzen unserer Milchstraße anzusehen.

Dieses „Planungs-Sudoku“, wie die Astronomen es nennen, findet jeden Tag einer Beobachtungskampagne der Event Horizon Telescope (EHT)-Kollaboration statt, und sie werden bald einen neuen Spieler haben, den sie berücksichtigen müssen; Das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA wird sich den Bemühungen anschließen. Während der ersten Beobachtungsreihe von Webb werden Astronomen seine Infrarot-Bildgebungsleistung nutzen, um einige der einzigartigen und anhaltenden Herausforderungen anzugehen, die das Schwarze Loch der Milchstraße mit dem Namen Sagittarius A* (Sgr A*; das Sternchen wird als „Stern“ ausgesprochen) darstellen.

Im Jahr 2017 nutzte EHT die kombinierte Abbildungsleistung von acht Radioteleskopen auf der ganzen Welt, um die historische erste Ansicht der Region aufzunehmen, die ein supermassereiches Schwarzes Loch in der Galaxie M87 unmittelbar umgibt. Sgr A* ist näher, aber dunkler als das Schwarze Loch von M87, und einzigartige flackernde Fackeln in der ihn umgebenden Materie verändern das Lichtmuster stündlich, was Astronomen vor Herausforderungen stellt.

„Das supermassive Schwarze Loch unserer Galaxie ist das einzige, von dem bekannt ist, dass es diese Art von Aufflackern aufweist, und obwohl das die Aufnahme eines Bildes der Region sehr schwierig gemacht hat, macht es Schütze A* auch wissenschaftlich noch interessanter“, sagte der Astronom Farhad Yusef-Zadeh , Professor an der Northwestern University und Hauptforscher des Webb-Programms zur Beobachtung von Sgr A*.

Die Flares sind auf die vorübergehende, aber intensive Beschleunigung von Teilchen um das Schwarze Loch herum auf viel höhere Energien mit entsprechender Lichtemission zurückzuführen. Ein großer Vorteil bei der Beobachtung von Sgr A* mit Webb ist die Fähigkeit, Daten in zwei Infrarotwellenlängen (F210M und F480M) gleichzeitig und kontinuierlich von der Position des Teleskops jenseits des Mondes zu erfassen. Webb wird eine ununterbrochene Sicht haben und Zyklen von Flackern und Ruhe beobachten, die das EHT-Team als Referenz mit seinen eigenen Daten verwenden kann, was zu einem klareren Bild führt.

Die Quelle oder der Mechanismus, der die Fackeln von Sgr A * verursacht, wird stark diskutiert. Antworten darauf, wie die Eruptionen von Sgr A* beginnen, ihren Höhepunkt erreichen und sich auflösen, könnten weitreichende Auswirkungen auf die zukünftige Untersuchung von Schwarzen Löchern sowie auf die Teilchen- und Plasmaphysik und sogar auf Eruptionen von der Sonne haben.

Schwarze Löcher, die von Albert Einstein als Teil seiner Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt wurden, sind in gewisser Weise das Gegenteil von dem, was ihr Name andeutet – Schwarze Löcher sind keine leeren Löcher im Weltraum, sondern die dichtesten, dicht gepackten Regionen der bekannten Materie. Das Gravitationsfeld eines Schwarzen Lochs ist so stark, dass es das Gewebe des Weltraums um sich herum verzerrt, und jedes Material, das ihm zu nahe kommt, wird dort für immer gebunden, zusammen mit jedem Licht, das das Material ausstrahlt. Deshalb erscheinen Schwarze Löcher „schwarz“. Jegliches Licht, das von Teleskopen erfasst wird, stammt eigentlich nicht vom Schwarzen Loch selbst, sondern von der Umgebung, die es umgibt. Wissenschaftler nennen den äußersten inneren Rand dieses Lichts den Ereignishorizont, woher die EHT-Kollaboration ihren Namen hat.

Das EHT-Bild von M87 war der erste direkte visuelle Beweis dafür, dass Einsteins Vorhersage des Schwarzen Lochs richtig war. Schwarze Löcher sind weiterhin ein Testfeld für Einsteins Theorie, und Wissenschaftler hoffen, dass sorgfältig geplante Multiwellenlängen-Beobachtungen von Sgr A* durch EHT, Webb, Röntgen und andere Observatorien die Fehlerquote bei Berechnungen der Allgemeinen Relativitätstheorie verringern werden, oder vielleicht weisen auf neue Bereiche der Physik hin, die wir derzeit nicht verstehen.