Pressemeddelelse

I randen af Mælkevejens sorte hul findes kraftige magnetspiraler

27. marts 2024

Et nyt billede fra samarbejdsprojektet Event Horizon Telescope (EHT) viser kraftige og regelmæssige magnetfelter, som spiralerer ud fra kanten af det supertunge sorte hul Sagittarius A* (Sgr A*). For første gang ses her i polariseret lys det monster, som lurer i Mælkevejens hjerte. Det er en magnetfeltstruktur, som slående ligner den, vi har set ved det sorte hul, som findes i centrum af galaksen M87, og det tyder på, at kraftige magnetfelter måske er noget, som er fælles for alle sorte huller. Overensstemmelsen antyder desuden at der findes en skjult jet i Sgr A*. Opdagelsen blev offentliggjort idag i tidsskriftet The Astrophysical Journal Letters.

I overensstemmelse med EHT samarbejdets politik for pressemeddelelser om denne sag, har vi skjult alle afbildninger i denne pressemeddelelse, som viser det nye polariserede billede af Sgr A* så længe embargoen varer. Billederne kan bestilles på e-mailadressen press@eso.org.

I 2022 afslørede forskerne det første billede af Sgr A* ved pressekonferencer over hele Verden; blandt andet ved European Southern Observatory (ESO). Mælkevejens supertunge sorte hul befinder sig i en afstand af 27 000 lysår fra Jorden, og det er mere end et tusinde gange mindre og lettere end det, som befinder sig i galaksen M87. Det var det første sorte hul, som nogensinde er afbildet, og de to ser bemærkelsesværdigt ens ud. Det fik forskerne til at spekulere over, om de to sorte huller havde andet til fælles end deres udseende. For at finde ud af det, blev det besluttet at studere Sgr A* i polariseret lys. Tidligere undersøgelser af lyset omkring det sorte hul i M87 (M87*) har afsløret at magnetfelterne omkring det får det sorte hul til at sende kraftige jets af stof ud i omgivelserne. De nye billeder viser, at det samme ser ud til at være tilfældet for Sgr A*.

"Det, vi nu ser, er, at der er kraftige opvredne og regelmæssige magnetfelter nær det sorte hul i centrum af vores Mælkevej," sagde Sara Issoun, som er en af hovedforfatterne til projektet, som som arbejder som NASA Hubble Fellowship Program Einstein Fellow ved Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, US. "Ud over at Sgr A* har en polarisationsstruktur, som er slående overensstemmende til, hvad vi ser i det meget større og kraftigere sorte hul M87*, så har vi lært nu, at kraftige og regelmæssige magnetfelter er bestemmende for, hvordan sorte huller vekselvirker med gasserne og stofferne omkring dem."

Lys er en svingende og bevægelig elektromagnetisk bølge, som gør det muligt for os at se ting. Sommetider svinger lyset i een foretrukken retning, og det er det, vi kalder "polarisering". Selvom vi er omgivet af polariseret lys, kan vore menneskelige øjne ikke skelne det fra 'normalt' lys. I plasmaet omkring disse sorte huller hvirvler partikler omkring magnetiske feltlinier, og det skaber et polariseringsmønster vinkelret på feltet. Det gør det muligt for astronomerne i stigende detaljer at se hvad der sker i de forskellige områder omkring det sorte hul, og at kortlægge de magnetiske feltlinier.

"Fra billeder af det polariserede lys fra glødende varme gasser nær sorte huller, kan vi direkte udlede strukturen og styrken af de magnetfelter, som styrer strømmene af gas og stof omkring det sorte hul, som det lever af og udsender," siger Angelo Ricarte, som er projektleder og Harvard Black Hole Initiative Fellow. "Polariseret lys fortæller os en masse om astrofysikken, om gassernes egenskaber, og om de processer, som er i gang, når et sort hul æder fra sine omgivelser."

Men det, at skabe billeder af sorte huller i polariseret lys er ikke blot som at tage et par polariserende solbriller på, og det gælder især for Sgr A*, som ændrer sig så hurtigt, at det ikke står stille for at få taget sit billede. Det kræver avancerede redskaber at danne billedet af det supertunge sorte hul ud over, hvad der tidligere er brugt ved afbildningen af M87*, som er et meget mere stabilt objekt. EHT Project Scientist Geoffrey Bower fra Institute of Astronomy and Astrophysics, Academia Sinica, Taipei siger, "Fordi Sgr A* flytter sig omkring mens vi prøver at tage et billede af den, var det svært bare at tage et upolariseret billede," og han tilføjer at  det første billede var et gennemsnit af en masse billeder netop på grund af Sgr A*'s bevægelser. "Vi var glædeligt overraskede over at det overhovedet var muligt at tage et polariseret billede. Nogle af vore indledende teoretiske modeller var alt for opblandede og turbulente til at vi skulle kunne sammensætte et polariseret billede, men Naturen var os nådig!"

Mariafelicia De Laurentis, EHT Deputy Project Scientist og professor ved University of Napoli Federico II, Italien, sagde, "Med dette her sæt på to sorte huller - med meget forskellige masser og en meget forskellig værtsgalakse - er det vigtigt at finde ud af, hvad der er ens og hvad der er forskelligt ved dem. De viser sig begge at have et stærkt magnetfelt, så det tyder på, at det kan være en universel og måske grundliggende egenskab ved denne slags systemer. En anden af overensstemmelserne imellem disse to sorte huller kan være en jeg, men hvor vi så en meget tydelig en ved M87*, har vi endnu ikke fundet nogen ved Sgr A*."

For at kunne observere Sgr A* har samarbejdsgruppen koblet otte teleskoper spredt over hele Verden sammen, for at danne et verdensomspændende virtuelt teleskop - det, som kaldes EHT. ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), som ESO er partner i, og APEX (Atacama Pathfinder Experiment), som ESO er vært for, og som begge befinder sig i det nordlige Chile, er med i det netværk, som har udført disse observationer tilbage i 2017.

"Da det er det største og kraftigste af teleskoperne i EHT, har ALMA spillet en nøglerolle i at dette billede er blevet muligt," siger ESOs María Díaz Trigo, European ALMA Programme Scientist. "Nu planlægger ALMA en større 'makeover', det, som kaldes Wideband Sensitivity Upgrade, som vil gøre ALMA endnu mere følsomt, og som vil bibeholde det som en vigtig medspiller i fremtidige EHT-observationer af Sgr A* og andre sorte huller."

EHT har udført adskillige observationer siden 2017, og det er meningen at Sgr A* skal observeres igen i april 2024. For hvert år bliver billederne bedre i takt med at EHT får nye teleskoper med, får større båndvidde og nye observationsfrekvenser. Med planlagte udvidelser igennem det næste årti bliver det muligt at producere højopløsningsvideoer af Sgr A*, måske finder man en skjult jet, og astronomerne vil måske kunne observere lignende polarisationsdetaljer ved andre sorte huller. Ved at lade EHT se andre steder i rummet, vil anlægget kunne give skarpere billeder af sorte huller end det før har været muligt.

Mere information

Forskningsresultaterne blev offentliggjort i to artikler fra EHT-samarbejdet idag i tidsskriftet  The Astrophysical Journal Letters med titlerne: "First Sagittarius A* Event Horizon Telescope Results. VII. Polarization of the Ring" (doi: XXX) og "First Sagittarius A* Event Horizon Telescope Results. VIII.: Physical interpretation of the polarized ring" (doi: XXX). 

EHT-samarbejdet omfatter mere end 300 forskere fra Afrika, Asien, Europa og Nord- og Sydamerika. Det internationale samarbejde har til formål at skabe de mest detaljerede billeder af sorte huller nogensinde, ved at skabe et virtuelt teleskop på størrelse med hele Jorden. EHT modtager støtte fra mange forskellige internationale kilder, og eksisterende teleskoper bliver koblet sammen med nye teknikker, så der skabes et grundliggende nyt instrument med en opløsningsevne, som er den største nogensinde.

De enkelte teleskoper, som var involveret i EHT i april 2017, da observationerne blev udført, var: the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), the Atacama Pathfinder EXperiment (APEX), the Institut de Radioastronomie Millimetrique (IRAM) 30-meter Telescope, the James Clerk Maxwell Telescope (JCMT), the Large Millimeter Telescope Alfonso Serrano (LMT), the Submillimeter Array (SMA), the UArizona Submillimeter Telescope (SMT), og the South Pole Telescope (SPT). EHT er siden blevet udvidet med Grønlandsteleskopet på Thulebasen (GLT), the IRAM NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) og the UArizona 12-meter Telescope on Kitt Peak i USA.

EHT-konsortiet består af 13 samarbejdende institutter: the Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics, the University of Arizona, the University of Chicago, the East Asian Observatory, Goethe-Universität Frankfurt, Institut de Radioastronomie Millimétrique, Large Millimeter Telescope, Max Planck Institute for Radio Astronomy, MIT Haystack Observatory, National Astronomical Observatory of Japan, Perimeter Institute for Theoretical Physics, Radboud University og the Smithsonian Astrophysical Observatory. 

ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, er et internationalt astronomisk observatorium, med ESO, US National Science Foundation (NSF) og National Institutes of Natural Sciences (NINS) i Japan i samarbejde med Chile. ALMAs finansieres af ESO (Det europæiske sydobservatorium), NSF i samarbejde med Canadas National Research Council og National Science Council i Taiwan, og af NINS i samarbejde med Academia Sinica i Taiwan og Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). Opbygning og drift af ALMA styres af ESO på vegne af medlemstaterne, af National Radio Observatory ved Associated Universities, Inc. på vegne af Nordamerika og af National Astronomical Observatory i Japan på vegne af Østasien. Organisationen Joint ALMA Observatory, JAO står for den fælles ledelse og styring af konstruktion og drift af ALMA.

Links

• Fotos af ALMA
• Fotos af APEX
• ESO EHT Milky Way hjemmesiden (med vægt på de tidligere Sgr A* resultater)

·              ·  For journalister: du kan abonnere på vore pressemeddelelser under embargo og på dit etet sprog

·       ·       ·       ·  For forskerne: har du en god historie, så send os et tip

Kontakter

Sara Issaoun
Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian
USA
E-mail: sara.issaoun@cfa.harvard.edu

Angelo Ricarte
Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian
USA
E-mail: angelo.ricarte@cfa.harvard.edu

Geoffrey Bower
EHT Project Scientist
Institute of Astronomy and Astrophysics, Academic Sinica, Taiwan
E-mail: gbower@asiaa.sinica.edu.tw

Mariafelicia De Laurentis
EHT Deputy Project Scientist, University of Naples Federico II
Italy
E-mail: mariafelicia.delaurentis@unina.it

María Diaz Trigo
ALMA Programme Scientist, European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
E-mail: mdiaztri@eso.org

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso2406 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.