Die Polarisation des Lichts vom supermassereichen Schwarzen Loch im Zentrum der Galaxie Messier 87 (M87) hat sich zwischen 2017 und 2021 unerwartet umgekehrt, die jetzt entdeckte Dynamik "bringt unsere theoretischen Modelle an ihre Grenzen". Das sagt der Astronom Paul Tiede vom Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian zur Einordnung von jetzt vorgestellten neuen Aufnahmen des Objekts. Diese zeigen jeweils für Mitte April 2017, 2018 und 2021 das supermassereiche Schwarze Loch M87* inklusive der Polarisation des zugrundeliegenden Lichts. Die machen einerseits die von Albert Einstein vorhergesagte Stabilität des Schattens des Objekts deutlich, zeigen aber gleichzeitig überraschende Turbulenzen der Magnetfelder, erklärt das Max-Planck-Institut für Radioastronomie.
Enorm dynamische Magnetfelder
Animation der Aufnahmen
(Bild: EHT-Kollaboration)
Aufgenommen wurden die neuen Aufnahmen vom Event Horizon Telescope, einem weltumspannenden Netzwerk von Teleskopen, die zusammengeschaltet und gleichzeitig auf das Schwarze Loch gerichtet werden können. Damit war 2017 die historische allererste direkte Aufnahme eines Schwarzen Lochs gelungen. Das ikonische Bild zeigt die direkte Umgebung des Schwarzen Lochs im 55 Millionen Lichtjahre entfernten Zentrum von M87. Später kamen die Messdaten zur Polarisation des Lichts hinzu und nun gibt es schon drei Aufnahmen, die diese Daten zusammenführen. Direkt deutlich werden die großen Unterschiede zwischen den komplizierten Polarisationsmustern. Die deuten auf eine enorme Dynamik der dortigen Magnetfelder hin.
Während die Schwingungsrichtung einzelner Lichtwellen normalerweise zufällig ist, schwingen polarisierte Lichtwellen in einer Ebene. Solch eine Polarisation kann durch Filter (etwa in Sonnenbrillen) erreicht werden oder aber durch starke Magnetfelder an der Lichtquelle. Die vermessene Polarisation ermöglicht deshalb einen klareren Blick auf das Schwarze Loch von M87 und vor allem auf die dortigen Magnetfelder. Die drei Aufnahmen deuten "auf eine sich entwickelnde, turbulente Umgebung hin, in der Magnetfelder eine entscheidende Rolle dabei spielen, wie Materie in das schwarze Loch fällt und wie Energie in den nach außen gerichteten Jet geleitet wird", erklärt das Max-Planck-Institut. Die überraschenden Änderungen stellten bestehende Modelle infrage.
Bemerkenswert sei aber auch, dass die Größe des Rings über die Jahre hinweg konstant geblieben ist, genau wie von Albert Einsteins Theorien vorhergesagt, ergänzt Tiede. Die mehrjährigen Bilder würden deshalb das Wissen von einem der extremsten Orte im Universum vertiefen und eine unerwartete Komplexität aufzeigen. Als Nächstes soll nun an häufigeren Aufnahmen – idealerweise ausreichend für einen Film – gearbeitet werden. Vorgestellt wird der Fund im Wissenschaftsmagazin Astronomy & Astrophysics. Die Verantwortlichen weisen noch darauf hin, dass das Event Horizon Telescope "entscheidend" vom Anschluss zweier Teleskope profitiert habe, eines in den USA und eines in den französischen Alpen.
(mho)
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