Hubble-Teleskop beobachtet direkt die Quasar-Akkretionsscheibe, die das Schwarze Loch umgibt

Dank der Magie des Hubble-Weltraumteleskops der NASA / ESA hat ein Team internationaler Astronomen eine unglaubliche Beobachtung gemacht – eine Quasar-Akkretionsscheibe, die ein Schwarzes Loch umgibt. Während Sie dies zunächst vielleicht nicht für aufregend halten, sollten Sie wissen, dass diese Art der Beobachtung dem Erkennen einzelner Sandkörner auf dem Mond ähnelt!

Natürlich wissen wir, dass wir kein Schwarzes Loch sehen können – aber wir haben mit der Zeit viel über sie gelernt. Eine ihrer Eigenschaften ist ein helles, sichtbares Phänomen, das als Quasar bezeichnet wird. Diese leuchtenden Materie-Scheiben befinden sich in einer Umlaufbahn um das Schwarze Loch, ähnlich wie eine Spule auf einem Elektroherd. Wenn Energie angelegt wird, erwärmt sich die „Spule“ und setzt helle Strahlung frei.

„Eine Quasar-Akkretionsscheibe hat eine typische Größe von wenigen Lichttagen oder einen Durchmesser von rund 100 Milliarden Kilometern, liegt aber Milliarden von Lichtjahren entfernt. Dies bedeutet, dass ihre scheinbare Größe von der Erde aus gesehen so klein ist, dass wir wahrscheinlich nie ein Teleskop haben werden, das stark genug ist, um ihre Struktur direkt zu sehen “, erklärt Jose Munoz, der leitende Wissenschaftler in dieser Studie.

Aufgrund der geringen Größe des Quasars basiert der größte Teil unseres Verständnisses seiner Funktionsweise auf der Theorie… aber große Köpfe haben einen Weg gefunden, ihre Auswirkungen direkt zu beobachten. Durch die Verwendung der Schwerkraft von Sternen in einer dazwischenliegenden Galaxie wie einem Rastermikroskop konnten Astronomen das Licht des Quasars beobachten, während sich die Sterne bewegen. Während die meisten dieser Arten von Merkmalen zu klein wären, um sie zu sehen, erhöht der Gravitationslinseneffekt die Stärke des Quasarlichts und ermöglicht die Untersuchung der Spektren, wenn diese über die Akkretionsscheibe fahren.

Durch Beobachtung einer Gruppe von Quasaren mit Gravitationslinsen konnte das Team ein lebendiges Farbporträt der Aktivität zeichnen. Sie konnten über einen bestimmten Zeitraum kleine Veränderungen zwischen Einzelbildern und Spektralverschiebungen feststellen. Was verursacht diese kaleidoskopischen Varianzen? Zum größten Teil sind es die unterschiedlichen Eigenschaften der Gase und des Staubes der Linsengalaxien. Da sie sich in verschiedenen Winkeln zum Licht des Quasars bewegen, konnten Wissenschaftler sogar die Extinktionsgesetze bei der Arbeit unterscheiden.

Aber einer der Quasare hatte etwas Besonderes. Das Hubble-Team sagt: „Es gab deutliche Anzeichen dafür, dass Sterne in der dazwischenliegenden Galaxie den Weg des Lichts vom Quasar durchquerten. So wie der Gravitationseffekt aufgrund der gesamten dazwischenliegenden Galaxie das Licht des Quasars biegen und verstärken kann, kann sich auch der der Sterne in der dazwischenliegenden Galaxie das Licht von verschiedenen Teilen der Akkretionsscheibe auf ihrem Weg durch den Weg der Quarzscheibe subtil biegen und verstärken Quasars Licht. "

Durch die Dokumentation dieser Farbänderungen konnte das Team ein Profil der Akkretionsscheibe erstellen. Im Gegensatz zu unserer irdischen Elektroherdspule, die beim Erhitzen rot leuchtet, wird die Akkretionsscheibe eines Schwarzen Lochs blau, wenn sie sich dem Ereignishorizont nähert. Durch Messen des blauen Farbtons konnte das Team den Scheibendurchmesser messen, und die verschiedenen Farbtöne gaben ihnen einen Indikator für die Entfernung von seiner Mitte. In diesem Fall stellten sie fest, dass die Scheibe einen Durchmesser zwischen vier und elf Lichttagen hat (ungefähr 100 bis 300 Milliarden Kilometer). Natürlich sind dies nur grobe Schätzungen, aber wenn man bedenkt, wie weit wir ein so kleines Objekt betrachten, bietet diese Art von Beobachtungen ein großes Potenzial für zukünftige Studien… und sogar Verbesserungen der Genauigkeit.

„Dieses Ergebnis ist sehr relevant, da es impliziert, dass wir jetzt Beobachtungsdaten über die Struktur dieser Systeme erhalten können, anstatt uns nur auf die Theorie zu verlassen“, sagt Munoz. „Die physikalischen Eigenschaften von Quasaren sind noch nicht gut verstanden. Diese neue Fähigkeit, Beobachtungsmessungen zu erhalten, öffnet daher ein neues Fenster, um die Natur dieser Objekte besser zu verstehen. “

Original-Story-Quelle: ESA / Hubble-Pressemitteilung. Zur weiteren Lektüre: Eine Studie zur Chromatizität von Gravitationslinsen mit dem Hubble-Weltraumteleskop.

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