Neue Beobachtungen des ALMA-Teleskops in Chile haben eine noch nie dagewesene Scheibe aus kühlem, interstellarem Gas entdeckt, die sich um Schütze A *, das riesige Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie, wickelt.
Künstlerkonzept eines Rings aus kühlem interstellarem Gas, der das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße umgibt. Neue Beobachtungen des ALMA-Teleskops in Chile haben diese Struktur zum ersten Mal gezeigt. Bild über NRAO / AUI / NSF; S. Dagnello.
Seit Jahrzehnten versuchen Astronomen, Informationen über das zentrale supermassereiche Schwarze Loch im Herzen unserer Milchstraßengalaxie zu sammeln, seit sie in den 1970er Jahren von seiner Präsenz erfahren haben. Sie nennen es Schütze A * oder Sag A * (ausgesprochen Schütze A "Stern"). Sie wissen, dass es 26.000 Lichtjahre entfernt ist und 4 Millionen Sterne die Masse unserer Sonne ausmachen. Aber interstellarer Staub in Richtung des Galaxienzentrums hat Studien zu Sag A * schwierig gemacht. Diese Woche (5. Juni 2019) gaben Astronomen, die in Chile mit dem ALMA-Teleskop arbeiten, ihre Entdeckung einer noch nie dagewesenen Scheibe kühlen interstellaren Gases bekannt, die sich um das riesige Schwarze Loch unserer Galaxie wickelt. Sie sagten, diese Scheibe gebe ihnen neue Einblicke in den Prozess der Akkretion, dh in die Art und Weise, wie das Schwarze Loch Material aus dem umgebenden Raum abzieht. Die Ergebnisse wurden am 5. Juni im Fachjournal veröffentlicht Natur.
Das National Radio Astronomy Observatory (NRAO), das den Betrieb von ALMA unterstützt, beschrieb die Region um Sag A * in einer Erklärung:
Wir wissen jetzt, dass diese Region voller bewegter Sterne, interstellarer Staubwolken und eines großen Reservoirs von sowohl phänomenal heißen als auch vergleichsweise kälteren Gasen ist. Es wird erwartet, dass diese Gase das Schwarze Loch in einer riesigen Akkretionsscheibe umkreisen, die sich einige Zehntel Lichtjahre vom Ereignishorizont des Schwarzen Lochs entfernt befindet.
Bisher war es den Astronomen jedoch nur möglich, den dünnflüssigen, heißen Teil dieses sich ansammelnden Gasstroms abzubilden, der eine ungefähr kugelförmige Strömung bildet und keine offensichtliche Rotation zeigt. Die Temperatur wird auf 10 Millionen Grad Celsius (18 Millionen Grad Fahrenheit) geschätzt, was ungefähr zwei Drittel der Temperatur im Kern unserer Sonne entspricht. Bei dieser Temperatur leuchtet das Gas im Röntgenlicht sehr stark, so dass es mit weltraumgestützten Röntgenteleskopen bis zu einer Größenordnung von etwa einem Zehntel eines Lichtjahres vom Schwarzen Loch aus untersucht werden kann.
Zusätzlich zu den heißen Gasen, die von Röntgenteleskopen entdeckt wurden, haben Astronomen innerhalb weniger Lichtjahre des Schwarzen Lochs auch Anzeichen von kühlerem Gas (etwa 10.000 Grad Celsius oder 18.000 Grad Fahrenheit) gesehen. NRAO sagte:
Der Beitrag dieses kühleren Gases zum Akkretionsstrom auf das Schwarze Loch war bisher unbekannt.
Es ist dieses kühlere Gas, das das ALMA-Teleskop jetzt erkennen konnte. ALMA - was für Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array steht - ist ein Radioteleskop mit der Fähigkeit, durch den Staub zwischen uns und dem galaktischen Zentrum zu spähen. Es hat jetzt das erste Bild der kühleren Gasscheibe in einem Abstand von nur etwa einem Hundertstel Lichtjahr (oder etwa dem 1000-fachen der Entfernung von der Erde zur Sonne) vom supermassiven Schwarzen Loch der Milchstraße erzeugt. Hier ist das Bild:
ALMA-Aufnahme der Scheibe aus kühlem Wasserstoffgas, die um das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie fließt. Die Farben repräsentieren die Bewegung des Gases relativ zur Erde: Der rote Teil bewegt sich weg, sodass die von ALMA erfassten Funkwellen leicht in den „rötlicheren“ Teil des Spektrums gedehnt oder verschoben werden. Die blaue Farbe steht für Gas, das sich in Richtung Erde bewegt. Die Radiowellen werden daher leicht in den "blaueren" Teil des Spektrums verschoben. Das Fadenkreuz zeigt die Position des Schwarzen Lochs an. Bild über ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), E. M. Murchikova; NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello.
Die Forscher schätzen, dass die Menge an Wasserstoff in dieser kühlen Scheibe etwa ein Zehntel der Jupitermasse oder ein Zehntausendstel der Sonnenmasse beträgt. NRAO sagte:
Durch die Abbildung der Wellenlängenverschiebungen dieses Funklichts aufgrund des Doppler-Effekts (Licht von Gegenständen, die sich zur Erde bewegen, wird geringfügig in den "blaueren" Teil des Spektrums verschoben, während Licht von Gegenständen, die sich wegbewegen, geringfügig in den "röteren" Teil verschoben wird ) konnten die Astronomen deutlich erkennen, dass sich das Gas um das Schwarze Loch dreht. Diese Informationen bieten neue Einblicke in die Art und Weise, wie Schwarze Löcher Materie verschlingen, und in das komplexe Zusammenspiel zwischen einem Schwarzen Loch und seiner galaktischen Nachbarschaft.