Licht zum ersten Mal hinter Schwarzem Loch entdeckt

Licht zum ersten Mal hinter Schwarzem Loch entdeckt

Zum ersten Mal haben Wissenschaftler Licht hinter einem Schwarzen Loch entdeckt und es reagiert auf eine Vorhersage, die in Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie wurzelt.

Der Astrophysiker der Stanford University, Dan Wilkins, und seine Kollegen beobachteten Röntgenstrahlen, die von einem supermassereichen Schwarzen Loch im Zentrum einer 800 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernten Galaxie emittiert werden.

Diese hellen Lichtblitze sind nicht ungewöhnlich, denn obwohl Licht aus einem Schwarzen Loch nicht entweichen kann, kann die enorme Schwerkraft, die es umgibt, Materie auf Millionen von Grad erhitzen. Dabei können Radiowellen und Röntgenstrahlen freigesetzt werden.Manchmal wird dieses überhitzte Material von schnellen Jets, einschließlich Röntgen- und Gammastrahlen, in den Weltraum geschleudert.

Aber Wilkins bemerkte kleinere Röntgenblitze, die später auftraten und unterschiedliche Farben hatten – und sie kamen von der anderen Seite des Schwarzen Lochs.

„Nicht alles Licht, das in dieses Schwarze Loch eindringt, kommt heraus, daher sollten wir nichts hinter dem Schwarzen Loch sehen können“, sagte Wilkins, Studienautor und Forscher des Kavli Institute , in einer Stellungnahme.

Die unheimliche Natur des Schwarzen Lochs machte die Beobachtung jedoch tatsächlich möglich.

„Der Grund, warum wir dies sehen können, ist, dass dieses Schwarze Loch den Raum verzerrt, Licht beugt und die Magnetfelder um ihn herum verdreht“, sagte er.

Die Studie wurde am vergangenen Mittwoch in der Zeitschrift veröffentlicht Natur.

“Als Astrophysiker vor fünfzig Jahren begannen, über das Verhalten des Magnetfelds in der Nähe eines Schwarzen Lochs zu spekulieren, hatten sie keine Ahnung, dass wir eines Tages die Techniken haben könnten, um es direkt zu beobachten und Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie in Aktion zu sehen.” Roger Blandford, Co-Autor der Studie und Luke Blossom-Professor an der School of Humanities and Sciences und Physikprofessor an der Stanford University, sagte in einer Erklärung.

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Einsteins Theorie oder die Idee, dass die Schwerkraft die Raum-Zeit-verzerrende Materie ist, hielt sich hundert Jahre lang, als neue astronomische Entdeckungen gemacht wurden.

Einige Schwarze Löcher haben einen Ring oder Ring aus hellem Licht, der sich um ein Schwarzes Loch herum bildet, wenn Materie hineinfällt und auf extreme Temperaturen erhitzt wird. Dieses Röntgenlicht ist eine Möglichkeit für Wissenschaftler, Schwarze Löcher zu untersuchen und zu kartieren.

Wenn Gas in ein Schwarzes Loch fällt, kann es Millionen Grad erreichen. Diese extreme Erwärmung bewirkt die Trennung von Elektronen von Atomen, wodurch ein magnetisches Plasma entsteht. Die starken Gravitationskräfte des Schwarzen Lochs lassen dieses Magnetfeld über dem Schwarzen Loch bogen und wirbeln, bis es zerbricht.

Erstes Foto des Schwarzen Lochs unterstützt Einsteins Relativitätstheorie

Es erinnert an die Sonnenkorona oder die warme äußere Atmosphäre. Die Sonnenoberfläche ist mit Magnetfeldern bedeckt, die bei Wechselwirkung mit geladenen Teilchen in der Sonnenkorona zur Bildung von Schleifen und Wolken führen. Deshalb nennen Wissenschaftler den Ring um Schwarze Löcher eine Krone.

„Dieses Magnetfeld, das sich festsetzt und sich dann dem Schwarzen Loch nähert, erwärmt alles um es herum und erzeugt diese hochenergetischen Elektronen, die dann die Röntgenstrahlen erzeugen“, sagte Wilkins.

Während er die Röntgenstrahlen untersuchte, entdeckte Wilkins kleinere Blitze. Er und seine Kollegen stellten fest, dass die größeren Röntgenstrahlen reflektiert und „von der Rückseite der Scheibe um das Schwarze Loch gebogen“ wurden, sodass sie die andere Seite des Schwarzen Lochs sehen konnten.

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„Ich habe in den letzten Jahren theoretische Vorhersagen darüber erstellt, wie uns diese Echos erscheinen“, sagte Wilkins. “Ich hatte sie bereits in der von mir entwickelten Theorie gesehen, und als ich sie bei den Teleskopbeobachtungen sah, konnte ich den Zusammenhang verstehen.”

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Die Beobachtungen wurden mit zwei Röntgen-Weltraumteleskopen gemacht: NuSTAR der NASA und XMM-Newton der Europäischen Weltraumorganisation.

Um diese Kronen Schwarzer Löcher zu verstehen, sind weitere Beobachtungen erforderlich, und das nächste Röntgenobservatorium der Europäischen Weltraumorganisation, Athena, wird 2031 starten.

„Es hat einen viel größeren Spiegel, als wir es jemals an einem Röntgenteleskop hatten, und es wird uns ermöglichen, Bilder mit höherer Auflösung in viel kürzeren Beobachtungszeiten zu erhalten“, sagte Wilkins. “Das Bild, das wir jetzt aus den Daten gewinnen, wird also mit diesen neuen Observatorien viel klarer.”

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