Die Astronomin Paula Sánchez entdeckt die Geburt eines Schwarzen Lochs

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300 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt begann etwas zu leuchten und hat nicht aufgehört. Der jüngste und unveröffentlichte wissenschaftliche Meilenstein, der der Welt offenbart wurde, hat eine nationale Urheberschaft. Paula Sánchez Sáez, chilenische Astronomin, leitete eine Untersuchung, bei der es gelang, etwas zu identifizieren, das im Universum äußerst schwer wahrnehmbar ist: das Erwachen eines Schwarzen Lochs in Echtzeit.

Konkret der Astronom, der derzeit arbeitet für die Europäische Südsternwarte (ESO) in Deutschlandpräsentierte Forschungsergebnisse, die er 2019 zu entwickeln begann und die kürzlich zur Veröffentlichung angenommen wurden. Veröffentlichung im Magazin Astronomie und Astrophysik.

Wie angezeigt Sánchez zu What’s Up, diese Erkenntnis war hauptsächlich auf den Einsatz eines Tools zurückzuführen, das bei der Verarbeitung astronomischer Daten mit künstlicher Intelligenz hilft. Das astronomischer Makler“, genannt ALeRCE, auf die Probe stellen die Suche nach Anomalien innerhalb der unzähligen Ereignisse, die in jedem Winkel des Kosmos stattfinden.

Genauer gesagt, die Galaxie SDSS1335-0728 Es begann zunächst unerklärlicherweise zu leuchten. „JaIhr Kern begann, drastische Veränderungen in der Helligkeit zu zeigenund zwar ganz anders als zuvor beobachtet“erklärt der Astronom, der ebenfalls dem angeschlossen ist Millennium Institute of Astrophysics (MAS), in Chile. Aus diesem Grund wird er heute als „aktiver galaktischer Kern“ klassifiziert, eine kompakte, helle Region, die von einem massiven Schwarzen Loch angetrieben wird.

Darstellung der vom chilenischen Astronomen beobachteten Galaxie. Bild: ESO.

Ihm zufolge können einige Phänomene wie Supernova-Explosionen oder wenn ein Stern einem Schwarzen Loch zu nahe kommt und auseinanderbricht, dazu führen, dass Galaxien plötzlich aufleuchten. Diese Helligkeitsschwankungen dauern jedoch normalerweise einige hundert Tage.

Dies ist bei dieser Galaxie mit einem alphanumerischen Namen nicht der Fall. Seit der ersten Beobachtung seiner „Entzündung“ sind mehr als vier Jahre vergangen, und seine Helligkeit nimmt weiter zu. Daraus konnte geschlossen werden, dass die in der Galaxie, die sich im Sternbild Jungfrau befindet, festgestellten Variationen Sie sind anders als alles, was bisher beobachtet wurde.

Vor diesem Hintergrund führt Sánchez aus, dass er während seines Postdoc-Studiums in Chile ein Projekt leitete, das einen Lichtkurvenklassifikator entwickelte, bei dem es sich im Grunde um Zeitreihen handelt, mit denen man analysieren kann, wie stark ein Objekt im Laufe der Zeit leuchtet. „Und dieser spezielle Klassifikator hatte eine Klasse, die wir den aktiven Galaxienkern nannten. Und während ich dieses Modell testete, fing ich an, es zu verwenden, und stieß auf dieses Objekt. Zunächst schien es sich um einen gewöhnlichen Quasar oder einen aktiven Galaxienkern zu handeln, aber später stellten wir bei weiterer Analyse fest, dass das Objekt vor der Datenaufnahme mit diesem Teleskop 20 Jahre lang nichts getan hatte. Ich meine, Ende 2019 konnten wir erstmals Aktivitäten auf dem Objekt beobachten“, führt er aus.

Und dort wurde der erste Alarm ausgelöst „Wow, es scheint, als würde dieses Objekt etwas Außergewöhnliches tun“, erinnern. Danach startete der Forscher eine Kampagne, um die Natur dieses Objekts mithilfe anderer Teleskope, hauptsächlich in Chile und auch in den Vereinigten Staaten, zu verstehen. „Wir nutzen insbesondere die ESO das VLT (Very Large Telescope), auch das SOAR-Teleskop, das sich in der vierten Region befindet, und WM Keck, der in den Vereinigten Staaten ist“. Dazu fügten sie weitere Daten von Weltraumteleskopen hinzu, um die von dem beobachteten Phänomen emittierte ultraviolette Strahlung und Röntgenstrahlung zu analysieren.

VLT-Observatorium. Bild: ESO.

„Und nachdem wir es mehrere Jahre lang studiert hatten, stellten wir fest, dass sich das Objekt im Laufe der Zeit zu entwickeln begann. Es entwickelte sich von einer gewöhnlichen Galaxie, die wir als gewöhnlich bezeichnen könnten, zu etwas, das wie ein Quasar oder ein Galaxienreagenz aussieht, aber nicht alle klassischen Eigenschaften dieser Objekte aufweist“, Hinzufügen.

Die Studie schlägt zwei Hypothesen vor, die dieses Phänomen erklären könnten. Erstens wäre es das Erwachen eines Quasars – eines Schwarzen Lochs – in Echtzeit, was bisher noch nie beobachtet wurde. „Wir beobachten Quasare immer dann, wenn sie bereits aktiv sind, wenn sie bereits Material verbrauchen und das viel Licht produziert.““, fügt der Astronom hinzu.

Und die andere Option, die sie vorschlagen, ist, dass es sich um ein „vorübergehendes Ereignis“ handeln würde, etwas noch Unbekanntes, das nur kurze Zeit anhält. Normalerweise ist bei dieser Art von Objekten, beispielsweise Galaxien mit massereichen Schwarzen Löchern wie dem in dieser Galaxie, Es wurden vorübergehende Ereignisse beobachtet, die jedoch typischerweise mehrere Dutzend oder Hunderte von Tagen andauern.

„Wir hatten nicht damit gerechnet, dass es eine Veranstaltung geben würde, die länger als 100 Tage dauern würde. Und dieses Ding macht seit über viereinhalb Jahren Dinge“, sagt Sánchez. Nun, es gebe bereits einen großen Unterschied, räumt er ein. Dies war anders als alle vorübergehenden Ereignisse, die sie zuvor gesehen hatten. „Außerdem stellten wir in den letzten Monaten fest, dass das Objekt auch anfing, Licht in Röntgenstrahlen zu emittieren und Aktivität zu zeigen.“ was in den letzten 15 Jahren in keiner Beobachtung nachgewiesen wurde.

Geburt eines Schwarzen Lochs in Echtzeit. Bild: ESO.

Erleben wir also das Erwachen eines supermassiven Schwarzen Lochs mit Gasscheiben, die von der Schwerkraft angezogen werden und diese Anziehung sie hell leuchten lässt? Um es genauer zu wissen, müssen diesbezüglich neue Untersuchungen durchgeführt werden.

Sánchez Sáez gibt zu, dass sie zu Beginn, als sie dieses astronomische Phänomen zum ersten Mal bemerkten, Die Menschen waren etwas skeptisch, da diese Galaxie erst seit kurzer Zeit leuchtend beobachtet wurde. „Das Objekt begann Ende 2019 aktiv zu werden, und mir wurde klar, dass es Mitte 2020 etwas bewirkte großes Interesse. Dann, im Jahr 2021, beschlossen wir, dass wir versuchen würden, das Geschehen zu verstehen, denn es war schon lange genug vergangen, um auszuschließen, dass es sich um ein klassisches Ereignis handelte, mehr als eineinhalb Jahre waren bereits vergangen“, sagt er .

Es war im Jahr 2023, als Sánchez auf einer Konferenz vor internationalen Fachkollegen über diese Entdeckung sprach. „Und mehrere Leute waren interessiert. Eines ganz besonders, Matthew J. Graham, der am Caltech ist, Er bot an, es mit dem Keck-Teleskop zu beobachten. „Er sagte zu mir: Schau mal, was dabei herauskommt. Vielleicht gibt es nichts Interessantes, vielleicht schon.“

Darüber hinaus waren an dieser Forschung mehr Fachleute interessiert und arbeiteten von verschiedenen Seiten zusammen. Sogar in Chile mögen Astronomen Lorena Hernández von der Universität ValparaísoUnd Claudio Ricci von der Diego Portales Universityhaben zusammengearbeitet, um diese Menge an Informationen zu verarbeiten und zu verstehen, die von diesem beispiellos leuchtenden Objekt ausgesendet werden.

„Die greifbarste Möglichkeit, dieses Phänomen zu erklären, besteht darin, dass wir beobachten, wie der Kern der Galaxie beginnt, Aktivität zu zeigen“, fügt er hinzu. Lorena Hernández, die außerdem Postdoktorandin am TITANS Millennium Nucleus und am Institut für Physik und Astronomie der Universität Valparaíso ist. „Wenn ja, wäre dies das erste Mal, dass wir die Aktivierung eines massiven Schwarzen Lochs in Echtzeit beobachten könnten.“

Die meisten Galaxien, einschließlich der Milchstraße, haben in ihrem Zentrum ein massereiches Schwarzes Loch mit mehr als hunderttausendfachen Massen unserer Sonne. Laut Claudio Ricci von der Diego Portales University: „„Diese riesigen Monster schlafen normalerweise und sind nicht direkt sichtbar“, aber in diesem Fall das Erwachen des massiven Schwarzen Lochs, das „„Es begann, sich an dem in seiner Umgebung verfügbaren Gas zu ernähren und wurde sehr hell.“

Um alternative Erklärungen auszuschließen, sind noch weitere Beobachtungen erforderlich. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass wir eine ungewöhnlich langsame Gezeitenstörung oder sogar ein neues Phänomen beobachten. „Unabhängig von der Art der Variationen liefert diese Galaxie wertvolle Informationen darüber, wie Schwarze Löcher wachsen und sich entwickeln“, ergänzt Sánchez Sáez in diesem Zusammenhang. Der Wissenschaftler hofft, dass mit Hilfe von Instrumenten wie MUSE im VLT oder die des kommenden Extremely Large Telescope (ELT) Sie könnten der Schlüssel zum Verständnis sein, warum die Galaxie auf beispiellose Weise leuchtet.

„Wir wollen das Objekt hoffentlich in den kommenden Jahren überwachen, falls wir interessante Veränderungen sehen, die erklären, ob ein Quasar aufwacht oder nicht. Und jetzt, da es durch Röntgenstrahlen aktiviert wurde, überwachen wir alle es mit verschiedenen Weltrauminstrumenten „Und wir haben erkannt, dass das Objekt interessanter ist, als wir dachten“, schließt der Astronom, der diese wissenschaftliche Entdeckung leitete.

Bau des ELT-Observatoriums in Chile. Bild: ESO.

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