Valeria Ordóñez Ghio
(CNN) – Albert Einstein hatte Recht: Es gibt einen Bereich am Rand von Schwarzen Löchern, in dem Materie nicht länger in der Umlaufbahn bleiben kann und fällt, wie seine Gravitationstheorie vorhersagte.
Verwendung von Teleskopen, die es erkennen können „Wir haben diese Region ignoriert, weil uns die Daten fehlten“, sagte der Forscher Andrew Mummery, Hauptautor der Studie, die am Donnerstag in der Zeitschrift Monthly Notices der Royal Astronomical Society veröffentlicht wurde. „Aber jetzt, wo wir es wissen, können wir es nicht anders erklären.“
Dies ist nicht das erste Mal, dass Schwarze Löcher zur Bestätigung von Einsteins großer Theorie, auch bekannt als Allgemeine Relativitätstheorie, beitragen. Das erste Foto eines Schwarzen Lochs, das 2019 aufgenommen wurde, hatte zuvor die zentrale Annahme des revolutionären Physikers bekräftigt, dass Schwerkraft nur Materie ist, die das Gefüge der Raumzeit beugt.
Astronomen entdecken ein riesiges „schlafendes Riese“ Schwarzes Loch weniger als 2.000 Lichtjahre von der Erde entfernt
Viele von Einsteins anderen Vorhersagen haben sich im Laufe der Jahre als richtig erwiesen, darunter Gravitationswellen und die universelle Geschwindigkeitsbegrenzung. „Im Moment ist es schwer, dagegen zu wetten“, sagte Mummery, ein Leverhulme-Peierls-Stipendiat am Fachbereich Physik der Universität Oxford im Vereinigten Königreich.
„Wir haben uns gezielt auf die Suche nach diesem gemacht; Das war immer der Plan. „Wir haben lange darüber diskutiert, ob wir ihn jemals finden könnten“, sagte Mummery. „Die Leute sagten, es wäre unmöglich, daher ist es wirklich aufregend zu bestätigen, dass es existiert.“
In einer künstlerischen Illustration entzieht ein Schwarzes Loch einem Begleitstern Material und bildet so eine Scheibe, die das Schwarze Loch umkreist, bevor sie in es hineinfällt. (NASA/CXC/M. Weiss)
„Wie der Rand eines Wasserfalls“
Das beobachtete Schwarze Loch befindet sich in einem System namens MAXI J1820+070, das aus einem Stern, der kleiner als die Sonne ist, und dem Schwarzen Loch selbst besteht, das auf 7 bis 8 Sonnenmassen geschätzt wird. Astronomen nutzten die Weltraumteleskope NuSTAR und NICER der NASA, um Daten zu sammeln und zu verstehen, wie heißes Gas, Plasma genannt, vom Stern vom Schwarzen Loch absorbiert wird.
NuSTAR ist die Abkürzung für Nuclear Spectroscopic Telescope Array, das die Erde umkreist, und NICER, offiziell bekannt als Neutron Star Interior Composition Explorer, befindet sich auf der Internationalen Raumstation.
Das NuSTAR-Weltraumteleskop der NASA, hier in einem künstlerischen Konzept zu sehen, wurde erstmals zur Entdeckung der „Absturzregion“ um ein Schwarzes Loch eingesetzt. (NASA/JPL-Caltech)
„Um diese Schwarzen Löcher herum befinden sich große Scheiben aus umlaufendem Material (von nahegelegenen Sternen)“, sagte Mummery. „Das meiste davon ist stabil, das heißt, es kann reibungslos fließen. Es ist wie ein Fluss, während die sinkende Region wie der Rand eines Wasserfalls ist: Alle Unterstützung ist weg und Sie stürzen einfach kopfüber ab. „Das meiste, was man sehen kann, ist der Fluss, aber am Ende gibt es eine kleine Region, die im Grunde das ist, was wir gefunden haben“, fügte er hinzu und bemerkte, dass der „Fluss“ zwar weithin beobachtet worden sei, dies jedoch der erste Beweis dafür sei der Fluss wie ein „Wasserfall“.
Im Gegensatz zum Ereignishorizont, der näher am Zentrum des Schwarzen Lochs liegt und nichts entweichen lässt, nicht einmal Licht und Strahlung, kann in der „Absturzregion“ immer noch Licht entkommen, aber die Materie ist zum Tode verurteilt. erklärt Mummery.
Die Ergebnisse der Studie könnten Astronomen helfen, die Entstehung und Entwicklung von Schwarzen Löchern besser zu verstehen. „Wir können wirklich etwas über sie erfahren, wenn wir diese Region studieren, denn sie liegt direkt am Rande und liefert uns daher die meisten Informationen“, sagte Mummery.
Was der Studie fehlt, ist ein tatsächliches Bild des Schwarzen Lochs, weil es zu klein und zu weit entfernt ist. Aber ein anderes Team von Oxford-Forschern arbeitet an etwas noch Besserem als einem Bild: dem ersten Film eines Schwarzen Lochs. Um dies zu erreichen, muss das Team zunächst ein neues Observatorium bauen, das Africa Millimeter Telescope in Namibia, von dem Mummery hofft, dass es innerhalb eines Jahrzehnts betriebsbereit sein wird. Das Teleskop, das der internationalen Event Horizon Telescope-Kollaboration beitreten wird, die 2019 das bahnbrechende Bild des Schwarzen Lochs aufgenommen hat, wird es Wissenschaftlern ermöglichen, große Schwarze Löcher im Zentrum der Milchstraße und darüber hinaus zu beobachten und zu filmen.
Wissenschaftlern zufolge rotiert das Schwarze Loch in unserer Galaxie mit hoher Geschwindigkeit und reißt die Raumzeit mit sich
Eine Verbindung zur Vergangenheit
Laut Christopher Reynolds, Professor für Astronomie an der University of Maryland, College Park, ist die Suche nach tatsächlichen Beweisen für die „Absturzregion“ ein wichtiger Schritt, der es Wissenschaftlern ermöglichen wird, Modelle für das Verhalten der Materie um ein Schwarzes Loch deutlich zu verfeinern. „Damit lässt sich beispielsweise die Rotationsgeschwindigkeit eines Schwarzen Lochs messen“, sagte Reynolds, der nicht an der Studie beteiligt war.
Dan Wilkins, ein Forschungswissenschaftler an der Stanford University in Kalifornien, nennt es eine aufregende Entwicklung und weist darauf hin, dass es im Jahr 2018 einen enorm hellen Lichtausbruch aus einem der Schwarzen Löcher unserer Galaxie gab, zusammen mit einem Überschuss an hochenergetischer Röntgenstrahlung.
„Wir hatten damals die Hypothese aufgestellt, dass dieser Überschuss auf heißes Material in der ‚Dip-Region‘ zurückzuführen sei, aber wir hatten keine vollständige theoretische Vorhersage, wie diese Emission aussehen würde“, sagte Wilkins, der ebenfalls nicht daran beteiligt war die Studie.
Diese Studie führt diese Berechnung tatsächlich durch, fügte er hinzu, indem sie Einsteins Gravitationstheorie nutzte, um vorherzusagen, wie Röntgenstrahlen aussehen würden, die von Material in der „Eintauchregion“ um ein Schwarzes Loch emittiert werden, und sie mit Daten aus diesem brillanten Ausbruch im Jahr 2018 vergleicht.
„Dies wird die größte Weltraumentdeckung des nächsten Jahrzehnts sein“, sagte Wilkins, „wenn wir auf die nächste Generation von Röntgenteleskopen blicken, die uns detailliertere Messungen der innersten Regionen direkt außerhalb des Ereignishorizonts von Schwarzen Löchern liefern werden.“ “.
The-CNN-Wire
™ & © 2024 Cable News Network, Inc., ein Warner Bros. Discovery-Unternehmen. Alle Rechte vorbehalten.
