Na het maken van de eerste opname van een zwart gat, richt de Event Horizon Telescope zich op kosmische vlakken

Werken alle zwarte gaten op dezelfde manier, ongeacht de grootte?

We hebben de neiging om zwarte gaten te zien als gigantische lichtetende organismen. Maar zelfs superzware zwarte gaten, de gravitatiegaten in het centrum van sterrenstelsels, zijn er in verschillende groottes. Neem M87*, in het centrum van het sterrenstelsel Messier 87. Het is ongeveer 6 miljard keer massiever dan onze zon. Of je kunt kijken naar Sgr A*, dat zich in het centrum van de Melkweg bevindt en net (Alleen maar!) 4 miljoen keer massiever dan de zon. Klein, voor zover superzware zwarte gaten gaan.

De duizelingwekkende grootte* van M87 was deels de reden waarom het een goede kandidaat was voor de Event Horizon Telescope. ‘S Werelds eerste afbeelding van een zwart gat. De prestatie, behaald in 2017, werd onmiddellijk geprezen als een doorbraak in de astrofysica toen het in 2019 aan de wereld werd onthuld. Het beeld was het hoogtepunt van jarenlang werk dat werd gedaan met behulp van een handvol observatoria over de hele wereld die voornamelijk als een enkele planeettelescoop fungeerden. maat. Door deze doorbraak konden wetenschappers de schaduw zien die werd geworpen door de donkere kern van Messier 87.

Maar dit is nog maar het begin.

Astrofysici zullen niet stoppen bij slechts één zwart gat. Vervolgens richtten ze hun aandacht op een ander superzwaar zwart gat, ongeveer 100 keer kleiner dan M87*, gelegen in het centrum van een nabijgelegen sterrenstelsel dat bekend staat als Centaurus A. Met behulp van dezelfde technologie die M87* heeft vastgelegd, kunnen astrofysici nu een krachtig beeld maken . Een straal materie schiet met een extreem hoge resolutie weg van het zwarte gat van Centaurus A, wat meer onthult over hoe deze raadselachtige verschijnselen tot stand kwamen.

De details waren: Gepubliceerd in Natuurastronomie op maandag.

“Het primaire doel van de EHT is om zwarte gaten in beeld te brengen”, zegt Michael Jansen, een astrofysicus aan het Max Planck Instituut voor Radioastronomie in Bonn, Duitsland, en hoofdauteur van het onderzoek. “Maar de zwarte gaten die we bestuderen, geven natuurlijk jets af. Dus om zwarte gaten volledig te begrijpen, moeten we deze jets ook begrijpen en hoe ze worden geproduceerd.”

kosmische vliegtuigen Geproduceerd door veel zwarte gaten — inclusief M87* — die in wezen plasmavrachttreinen zijn die uit een snel roterende accretieschijf voor zwart gat spuwen.

“Smalle, gefocuste plasmabundels voeren deze energie weg van de kleine schalen dicht bij het zwarte gat (dat kleiner is dan de grootte van ons zonnestelsel) en zetten het op veel grotere schalen in de omgeving af”, zegt James Miller-Jones. Een astrofysicus aan de Curtin University in Australië en een lid van het International Centre for Research on Radio Astronomy (ICRAR). Miller-Jones zegt dat jets de evolutie van sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels kunnen beïnvloeden – dus astronomen willen ze graag beter begrijpen.

Janssen en collega’s zijn zo’n groep astronomen. Ze wilden inzoomen op de jets om te zien hoe ze functioneren in de buurt van het zwarte gat. EHT heeft dat mogelijk gemaakt.

De EHT bestaat uit acht observatoria van over de hele wereld en maakt gebruik van een techniek die bekend staat als zeer lange fundamentele interferometrie of VLBI. Over het algemeen, merkt Jansen op, leveren grotere telescopen duidelijkere beelden, maar er zijn alleen hele grote telescopen die je kunt bouwen. In plaats van een enkele telescoop te maken, verbindt EHT telescopen uit bijna alle delen van de wereld, waardoor een nauwkeurigheid wordt verkregen die gelijk is aan een enkele “duizenden kilometers” telescoop.

Hiermee kan het team zich concentreren op het vliegtuig bij Centaurus A en het scherper zien dan ooit tevoren. Het stelde hen ook in staat om het vliegtuig in de buurt van het zwarte gat te fotograferen.

“We kunnen dit vliegtuig bestuderen met een resolutie die lager is dan bij daglicht, wat nog niet eerder is gelukt”, zegt Jansen. De EHT-waarnemingen stellen het team in staat om ongeveer 0,6 lichtdag van het zwarte gat te zien – wat onbeduidend lijkt, maar 2,5 keer de afstand is tussen de zon en Pluto, wat een luie 9,6 miljard mijl is.

Door naar de kern van Centaurus A te kijken en hun waarnemingen te vergelijken met theoretische modellen, ontdekte het team dat de jetting van het zwarte gat de randen helderder heeft gemaakt en opvallend veel lijkt op die gemaakt door M87*. Dit is cruciaal omdat het ons terugbrengt bij onze openingsvraag: werken alle zwarte gaten op dezelfde manier, ongeacht de grootte?

Het vliegtuig van Centaurus A suggereert dat dit het geval kan zijn. Dit is om twee redenen belangrijk: het komt overeen met de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein en “bewijst dat de fundamentele eigenschappen van jets afhangen van de massa van het zwarte gat dat ze neerschiet”, zegt Miller-Jones.

Hij voegt eraan toe dat deze schaalvergroting dan kan werken voor veel kleinere zwarte gaten, waarvan de massa niet meer dan 10 tot 100 keer de massa van de zon is. We kunnen deze kleine zwarte gaten niet bewijzen omdat ze zo klein zijn – maar door hun woeste neven te bestuderen, onthullen we enkele van de meest raadselachtige reuzen van het universum.