Im Zentrum unserer Galaxie ist viel los. In dieser umwerfenden Nachbarschaft, in der die Gesetze der Physik unverständlich sind, haben Astronomen einen Ring aus kühlem Gas entdeckt.
Schütze A-Stern oder Schütze. Kurz gesagt, A * ist 26.000 Lichtjahre von der Erde entfernt und ungefähr 4 Millionen Mal so massereich wie unsere Sonne. All diese Masse bedeutet, dass überwältigende Gravitationsenergie Material nach A * zieht. Bevor jedoch Material über den Entlüftungshorizont angesaugt wird, befindet es sich in einer rotierenden Akkretionsscheibe.
Astronomen wissen das schon eine Weile. Durchhängen. A * ist eine helle Röntgenquelle, da das Material in der Scheibe komprimiert und erwärmt wird, wodurch Röntgenstrahlen freigesetzt werden. Es ist nicht nur beheizt. Es ist auf 10 Millionen Grad Celsius (18 Millionen Grad Fahrenheit) überhitzt. Röntgenobservatorien im Weltraum konnten dies alles bis zu einem Zehntel des Lichtjahres vom Loch selbst aus sehen.
Aber es gibt auch eine große Menge an „kaltem“ Wasserstoffgas innerhalb weniger Lichtjahre nach dem Loch. Dieses Gas ist im Vergleich zum anderen Gas nur kalt. Es sind ungefähr 10.000 Grad Celsius (18.000 Grad Fahrenheit). Welchen Beitrag dieses kühleren Gases zur Umgebung des Schwarzen Lochs leistete, war unbekannt. Bis jetzt jedenfalls.
"Wir hoffen, dass diese neuen ALMA-Beobachtungen dem Schwarzen Loch helfen werden, einige seiner Geheimnisse preiszugeben."
Elena Murchikova, Hauptautorin des Papiers, Astrophysikerin am Institute for Advanced Study in Princeton, New Jersey.
Jetzt hat uns eine neue Studie mit dem Atacama Large Millimeter / Sub-Millimeter Array (ALMA) unser erstes Bild dieses kalten Gaskörpers gegeben. Ihr Artikel über diese Arbeit erscheint in der Nature-Ausgabe vom 6. Juni. So haben sie es gemacht.
Nahe dem Zentrum der Galaxie gibt es genug Strahlung, damit Wasserstoffatome ihre Elektronen verlieren. Dann gewinnen sie sie in einem fortlaufenden Zyklus wieder zurück. Dabei setzt die Rekombination Energie in einem bestimmten Millimeterwellenlängensignal frei. Dieses Signal kann mit sehr geringem Signalverlust bis zur Erde wandern.
ALMA ist eine sehr feine Maschine, leistungsstark und empfindlich und kann dieses spezifische Signal einstellen. Astronomen nutzten diese Kraft und Empfindlichkeit, um das erste Bild der Scheibe aus kühlem Gas in einer Entfernung von nur einem Hundertstel eines Lichtjahres von Sag zu erstellen. EIN*. Ihre Beobachtungen ermöglichen es Astronomen, den Ort dieser Wolke abzubilden und auch ihre Bewegung zu verfolgen. Sie haben auch die Größe der Wasserstoffwolke gemessen, die etwa ein Zehntel der Masse des Jupiter oder ein Zehntausendstel der Masse der Sonne enthält.
"Wir waren die ersten, die diese schwer fassbare Scheibe abgebildet und ihre Rotation untersucht haben."
Elena Murchikova, Hauptautorin des Papiers, Astrophysikerin am Institute for Advanced Study in Princeton, New Jersey.
Auch der Doppler-Effekt kommt ins Spiel. Während das Signal von der Wasserstoffrekombination zur Erde wandert, verschiebt sich seine Frequenz in den blaueren Teil des Spektrums. Durch die Kartierung dieser Verschiebungen konnten die Astronomen sehen, dass sich der Gasring um das Schwarze Loch dreht.
Da die Umgebung eines Schwarzen Lochs so chaotisch ist, ist viel Arbeit erforderlich, um alles zu verstehen, was dort vor sich geht. Diese Informationen helfen Wissenschaftlern, diese Umgebung zu verstehen und zu verstehen, wie ein Schwarzes Loch Materie verbraucht.
"Wir waren die ersten, die diese schwer fassbare Scheibe abgebildet und ihre Rotation untersucht haben", sagte Elena Murchikova, Mitglied der Astrophysik am Institute for Advanced Study in Princeton, New Jersey, und Hauptautorin des Papiers. „Wir untersuchen auch die Akkretion des Schwarzen Lochs. Dies ist wichtig, da dies unser engstes supermassives Schwarzes Loch ist. Trotzdem haben wir immer noch kein gutes Verständnis dafür, wie seine Akkretion funktioniert. Wir hoffen, dass diese neuen ALMA-Beobachtungen dem Schwarzen Loch helfen werden, einige seiner Geheimnisse preiszugeben. “
Quellen:
- Pressemitteilung: Cooler, nebulöser Ring um das supermassive Schwarze Loch der Milchstraße
- Forschungsbericht: Eine coole Akkretionsscheibe um das Schwarze Loch des Galaktischen Zentrums
- ALMA-Website
