Was können wir vom ersten genauen Bild eines Schwarzen Lochs erwarten?

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Aus aktuellen Nachrichten des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie:

Der Europäische Forschungsrat (ERC) hat einem Team europäischer Astrophysiker 14 Millionen Euro zur Verfügung gestellt, um das erste genaue Bild eines Schwarzen Lochs zu erstellen. Das Team wird die Vorhersagen aktueller Gravitationstheorien testen, einschließlich Einsteins Theorie der Allgemeinen Relativitätstheorie.

Ich habe in der Vergangenheit Computerdarstellungen von Schwarzen Löchern gesehen. Sind sie ähnlich wie das, was wir von diesem neuen Unterfangen erwarten können?

Im nächsten Bild sehen wir ein Computermodell eines Schwarzen Lochs mit zehn Sonnenmassen aus einer Entfernung von 600 km mit der Milchstraße im Hintergrund und einem horizontalen Kameraöffnungswinkel von 90 Grad:

Ein Schwarzes Loch mit zehn Sonnenmassen aus einer Entfernung von 600 km mit der Milchstraße im Hintergrund und einem horizontalen Kameraöffnungswinkel von 90 Grad

Bildquelle

black-hole milky-way radio-astronomy general-relativity Eduardo Serra
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Antworten:

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Da die Astronomen Radioteleskope und keine optischen Teleskope verwenden, möchte ich darauf hinweisen, warum sie dies tun - Das Zentrum der Milchstraße ist ein sehr staubiger Ort. Wellenlängen vom Millimeter bis zum optischen Bereich werden von all diesem Staub leicht absorbiert, so dass es sehr schwierig ist, das Zentrum der Galaxie im optischen Spektrum zu sehen. Aber Radiowellen werden nicht absorbiert und das Zentrum unserer Galaxie ist eine sehr starke Quelle für Radiowellen. Wenn wir also im Radio schauen, erhalten wir das klarste Bild davon, was dort passiert.

Sie erwähnen in dem Artikel, dass sie eine Technik namens VLBI (Very Long Baseline Interferometry) verwenden, um das Schwarze Loch abzubilden.

Die Bilder, die Sie von VLBI erhalten, sind keine Bilder im herkömmlichen Sinne, wie Sie sie von einem optischen Teleskop erhalten würden. VLBI misst die Phasendifferenz von Wellen, die an zwei verschiedenen Antennen ankommen (möglicherweise auf zwei verschiedenen Kontinenten), und verwendet diese Phasendifferenz, um auf die Größe der Quelle am Himmel zu schließen. Widersprüchlich ist es sehr schwierig, die absolute Position am Himmel in sehr hohem Maße zu lokalisieren, obwohl sie Quellen mit einer Größe von weniger als einer Bogensekunde auflösen können .

Hoffentlich können wir den Ereignishorizont des Schwarzen Lochs auflösen, aber wir werden (fast definitiv) kein Bild wie das von Ihnen gepostete sehen können.

Kitchi
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Ein Teil dessen, was Kitchi sagt, ist richtig. Dies sind Funkbeobachtungen mit VLBI. Diese Daten werden jedoch (routinemäßig) einer Kreuzkorrelationsanalyse unterzogen, die in Verbindung mit einigen nicht zu unangemessenen Annahmen in ein "Bild" umgewandelt wird. Die erwähnten Phasen- / Verzögerungsmessungen sind tatsächlich Fourier-gepaart mit dem traditionellen "Bildraum", den wir von herkömmlichen optischen Teleskopen gewohnt sind. Wir werden also hoffentlich in der Lage sein, mit der BlackHoleCam (oben erwähnt) und dem Event Horizon Telescope näher am Schwarzen Loch zu fotografieren , aber leider mit dem
QuantumSwordsman
Die Auflösung, die diese uns geben, liegt immer noch in der Größenordnung einiger Schwarzschild-Radien , und daher sehen wir in der Mitte der Karte kein schönes großes aufgelöstes "Nichts".
QuantumSwordsman
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Ich denke, das Bild, das Sie gepostet haben, ist nicht ganz realistisch. Darauf werden Objekte nur ab einem bestimmten Radius invertiert, während das, was Sie von einem echten Schwarzen Loch aus nächster Nähe erwarten können, eine Kombination aus diesen ist:

a) eine Akkretionsscheibe b) ein gesaugter Begleiter c) Hawkings Strahlung d) Röntgenstrahlung von den Polen (wirklich beginnend am Ereignishorizont)

Sie werden keinen tatsächlichen schwarzen Kreis sehen, da höchstwahrscheinlich viel Materie aus dem Ereignishorizont strahlt.

Einladen
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Schwarze Löcher haben nicht unbedingt Scheiben oder Gefährten, und schon gar nicht Gefährten, die auf dem gleichen Bild wie das OP zu sehen wären. Hawking-Strahlung von einem supermassiven oder stellaren Schwarzen Loch ist absolut vernachlässigbar.
Rob Jeffries