DENVER - Letzte Woche veröffentlichte das Event Horizon Telescope (EHT) das erste Bild des Schattens eines Schwarzen Lochs, der gegen das heiße Gas seiner Akkretionsscheibe geworfen wurde. Dieses Bild des Schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie Messier 87 (M87) war eine Nachricht auf der Titelseite auf der ganzen Welt. Bald wird die EHT den ersten Film dieses heißen Gases produzieren, das chaotisch um den Schatten wirbelt, sagten die Projektleiter, die hier am Sonntag (14. April) auf der April-Sitzung der American Physical Society sprachen.
Das EHT ist kein einziges Teleskop. Es handelt sich vielmehr um ein Netzwerk von Radioteleskopen auf der ganzen Welt, die genau zeitgesteuerte Aufzeichnungen von Radiowellen zusammen machen. Diese Aufzeichnungen können so kombiniert werden, dass die verschiedenen Teleskope alle als eine Einheit fungieren. Je mehr einzelne Radioteleskope dem EHT beitreten und das Team die Aufnahmetechnologie des Projekts aktualisiert, desto dramatischer sollten die Details der Bilder werden, sagte Shep Doeleman, der Astronom der Harvard University, der das EHT-Projekt leitete, in seinem Vortrag. Und dann sollte das Team in der Lage sein, Filme über Schwarze Löcher in Aktion zu produzieren, sagte er.
"Es stellt sich heraus, dass wir mit dem, was wir haben, mit bestimmten vorherigen Annahmen möglicherweise in der Lage sind, Rotationssignaturen zu betrachten", sagte Doeleman. "Und wenn wir dann viel mehr Stationen hätten, könnten wir wirklich anfangen, in Echtzeit Filme über die Akkretion und Rotation des Schwarzen Lochs zu sehen."
Im Fall des Schwarzen Lochs in M87 sagte Doeleman nach seinem Vortrag zu Live Science, dass es ziemlich einfach sein wird, einen Film zu machen. Das Schwarze Loch ist riesig, selbst für ein supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum einer Galaxie: Es ist 6,5 Milliarden Mal so groß wie die Sonne der Erde, und sein Ereignishorizont - der Punkt, über den nicht einmal Licht zurückkehren kann - umschließt eine Kugel, die so breit ist wie unser gesamtes Sonnensystem. Es dauert also lange, bis die heiße Materie der Akkretionsscheibe dieses Schwarzen Lochs eine einzige Wanderung um das Objekt macht.
"Die Zeitskala, über die sich Änderungen merklich ändern, ist größer als ein Tag. Das ist großartig", sagte Doeleman, weil es bedeutet, dass die EHT einen Film des Objekts Bild für Bild aufnimmt.
"Wir können ... unser Bild machen. Wenn wir dann einen anderen oder einen Zeitrafferfilm machen wollen, dann gehen wir einfach am nächsten Tag oder in der nächsten Woche aus. Und wir machen es vielleicht sieben Wochen hintereinander und bekommen sieben Bilder eines Films und dann sehen Sie, wie sich etwas auf diese Weise bewegt ", sagte er
Das Schwarze Loch M87 ist jedoch nicht das einzige supermassereiche Schwarze Loch, das die EHT beobachtet. Das Team untersucht auch Schütze A *, das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum unserer eigenen Galaxie, und plant, bald das erste Bild dieses Objekts zu veröffentlichen. Und die EHT-Forscher wollen auch Filme von diesem viel näheren und besser untersuchten Schwarzen Loch machen, aber dieses Projekt wird komplizierter, sagte Doeleman.
SagA * ist etwa 1.000 Mal weniger massereich als das Schwarze Loch M87, sagte Doeleman, sodass sich das Bild 1.000 Mal schneller ändert.
"Das heißt also, es wird sich in Minuten oder Stunden ändern", sagte Doeleman. "Sie müssen einen grundlegend anderen Algorithmus entwickeln, weil es so ist, als ob Sie den Objektivdeckel Ihrer Kamera abgenommen haben und sich etwas bewegt, während Sie eine Belichtung aufnehmen."
Um einen Film zu machen, müsste das EHT nicht nur alle Daten sammeln, die für die Erstellung eines Bildes des Schwarzen Lochs erforderlich sind, sondern diese Daten auch nach Zeit in verschiedene Teile aufteilen. Als nächstes verglich das Team diese Blöcke unter Verwendung ausgefeilter Algorithmen miteinander, um herauszufinden, wie sich das Bild während der Aufnahme verändert hat.
"Wir müssen einen Weg finden, um das erste kleine Datenbit und dann das zweite kleine Datenbit zu betrachten und dann einen Film zu machen", sagte er. "Deshalb arbeiten Mitglieder unseres Teams an dem, was wir als dynamische Bildgebung bezeichnen."
Bei diesem Ansatz werden Modelle verwendet, wie sich das Bild voraussichtlich bewegen wird, und diese Modelle werden mit den tatsächlichen Daten verglichen, um festzustellen, ob sie passen.
"Sie müssen klug sein und herausfinden, wie Daten aus dieser Zeitscheibe direkt danach mit dieser Zeitscheibe zusammenhängen", sagte Doeleman. "So könnte man zum Beispiel sagen: 'OK, du kannst dich bewegen, aber du kannst dich nicht so weit bewegen.'"
Mit diesen Einschränkungen kann das Team selbst sehr begrenzte Datenmengen von einer bestimmten Minute in vollständige Bilder von SagA * in Bewegung umwandeln. Infolgedessen erwartet das Team, in einer einzigen Nacht Filme über das kleinere Schwarze Loch zu drehen.
Diese Filme, sagte Avery Broderick, ein Astrophysiker an der University of Waterloo in Kanada, der an der Interpretation der EHT-Bilder arbeitet, sollten neue Details über das Verhalten von Akkretionsscheiben um Schwarze Löcher enthüllen, einschließlich der Art und Weise, wie sie Materie verschlingen.
"Wir werden in der Lage sein, Raumzeiten abzubilden, indem wir uns das Schwarzlochkino und nicht das Porträt ansehen", sagte Broderick.
