Im Jahr 2019 veröffentlichte das Event Horizon Telescope (EHT) sein erstes Bild eines heißen Plasmarings in der Nähe des Ereignishorizonts von M87*. Das EHT produzierte 2 Jahre später neue Bilder mit polarisiertem Licht – der erste Hinweis darauf, dass die Magnetfelder in der Nähe des Schwarzen Lochs stark sind. Die neuesten Messungen demonstrieren die Präsenz von sich spiralförmig bewegendem Licht (zirkulare Polarisation) und gibt weitere schlüssige Belege für diese starken Magnetfelder.
Die beiden Studien, die diese Ergebnisse beschreiben, wurden kürzlich in den Astrophysical Journal Letters veröffentlicht. Eine wurde von Freek Roelofs geleitet, einem Postdoktoranden am Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO) des Harward Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). Die andere stammt von der Event Horizon Telescope Collaboration.
„Zirkulare Polarisation ist das letzte Signal, nach dem wir in den ersten EHT-Beobachtungen des Schwarzen Lochs in M87 suchten und es war mit Abstand das am schwierigsten zu analysierende“, sagte Andrew Chael, ein früheres CfA-Mitglied und Koordinator des EHT-Polarisationsprojekts. Derzeit ist er als Dozent an der Gravity Initiative der Princeton University tätig.
„Das Signal in zirkularer Polarisation ist 100 Mal schwächer als die unpolarisierten Daten, die wir zur Erstellung des ersten Bildes des Schwarzen Lochs nutzten“, sagte Ioannis Myserlis, ein Astronom am Institute de Radioastronomie Millimétrique (IRAM). „Ein derart schwaches Signal in den Daten zu finden, war wie der Versuch, ein Gespräch neben einem Presslufthammer zu verfolgen. Wir mussten unsere Methoden sorgfältig prüfen, um zu bestimmen, welchen wir wirklich trauen konnten.“
Das Team nutzte diese Beobachtungen, um verschiedene Theorien zur Bewegung des Plasmas und der Magnetfelder um das Schwarze Loch zu überprüfen, darunter eine Reihe modernster Supercomputersimulationen. „Die zirkularen Polarisationsbeobachtungen untermauern unsere Ansicht, dass die Magnetfelder stark genug sind, um die einfallende Materie zurück zu drücken und den Start der gewaltigen Plasmajets zu unterstützen, die wir in der Galaxie M87 sehen“, sagte Angelo Ricarte, ein Postdoktorand am CfA und Stipendiat an der Harvard Black Hole Initiative.
Der Doktorand Abhishek Joshi von der University of Illinois sagte: „Es ist wundervoll, unsere Simulationen direkt mit diesen modernen Beobachtungen zu vergleichen. Zusammen zeichnen sie ein Bild einer chaotischen, stürmischen Umgebung direkt außerhalb des Ereignishorizonts, wo Magnetfelder, Gravitation und heißes Plasma stark miteinander interagieren.“
„Die Arbeit mit diesen Pionierbeobachtungen war wirklich herausfordernd, aber bereitete uns gut auf die Zukunft vor“, sagte Svetlana Jorstad, eine Seniorforscherin von der Boston University. „Das EHT wächst schnell mit neuen Teleskopen und besseren Technologien an all unseren Standorten, was uns einen empfindlicheren und detailreicheren Datensatz zum Arbeiten gibt. Es ist spannend mitanzusehen, wie viel besser unsere Ergebnisse in kurzer Zeit werden könnten.“
(THK)
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