Schütze A* -Sagittarius A*

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Schütze A*
EHT Schütze Ein schwarzes Loch.tif
Sagittarius A*, aufgenommen vom Event Horizon Telescope im Jahr 2017, veröffentlicht im Jahr 2022
Beobachtungsdaten
Epoche J2000 Equinox J2000
Konstellation Schütze
Rektaszension 17 h 45 min 40.0409 s
Deklination −29° 0′ 28.118″
Einzelheiten
Masse 8,26 × 10 36 kg
(4,154 ± 0,014) × 10 6 M
Astrometrie
Distanz 26.673 ± 42 Lj
(8.178 ± 13 Stk )
Datenbankreferenzen
SIMBAD Daten

Schütze A* ( / ˈ eɪ s t ɑːr / AY Stern ), abgekürzt Sgr A* ( / ˈ s æ ˈ eɪ s t ɑːr / SAJ AY Stern ) ist das supermassereiche Schwarze Loch im galaktischen Zentrum der Milchstraße . Es befindet sich in der Nähe der Grenze der Sternbilder Schütze und Skorpion, etwa 5,6° südlich der Ekliptik, in Sichtweite des Schmetterlings-Haufens (M6) und Lambda Scorpii .

Das Objekt ist eine helle und sehr kompakte astronomische Radioquelle . Der Name Sagittarius A* folgt aus historischen Gründen. 1954 listeten John D. Kraus, Hsien-Ching Ko und Sean Matt die Radioquellen auf, die sie mit dem Radioteleskop der Ohio State University bei 250 MHz identifizierten. Die Quellen wurden nach Konstellation angeordnet und der ihnen zugewiesene Buchstabe war willkürlich, wobei A die hellste Funkquelle innerhalb der Konstellation bezeichnete. Das Sternchen * steht, weil seine Entdeckung als „aufregend“ angesehen wurde, parallel zur Nomenklatur für Atome im angeregten Zustand, die mit einem Sternchen gekennzeichnet sind (z. B. wäre der angeregte Zustand von Helium He*). Das Sternchen wurde 1982 von Robert L. Brown zugewiesen, der verstand, dass die stärkste Radioemission aus dem Zentrum der Galaxie auf ein kompaktes nichtthermisches Radioobjekt zurückzuführen zu sein schien.

Die Beobachtungen mehrerer Sterne, die Schütze A* umkreisen, insbesondere Stern S2, wurden verwendet, um die Masse und die oberen Grenzen des Radius des Objekts zu bestimmen. Basierend auf Massen- und zunehmend präziseren Radiusgrenzen sind Astronomen zu dem Schluss gekommen, dass Sagittarius A* das zentrale supermassereiche Schwarze Loch der Milchstraße sein muss. Der aktuelle Wert seiner Masse beträgt 4,154 ± 0,014 Millionen Sonnenmassen .

Reinhard Genzel und Andrea Ghez erhielten den Nobelpreis für Physik 2020 für ihre Entdeckung, dass Sagittarius A* ein supermassereiches kompaktes Objekt ist, für das ein Schwarzes Loch damals die einzig plausible Erklärung war.

Am 12. Mai 2022 veröffentlichten Astronomen mit dem Event Horizon Telescope ein Bild von Sagittarius A*, das mit Daten aus Radiobeobachtungen im April 2017 erstellt wurde und bestätigte, dass es sich bei dem Objekt um ein Schwarzes Loch handelt. Dies ist das zweite bestätigte Bild eines Schwarzen Lochs nach dem supermassereichen Schwarzen Loch von Messier 87 im Jahr 2019.

Beobachtung und Beschreibung

ALMA -Beobachtungen von Gaswolken, die reich an molekularem Wasserstoff sind, wobei das Gebiet um Sagittarius A* eingekreist ist

Am 12. Mai 2022 veröffentlichte das Event Horizon Telescope zum ersten Mal ein Foto von Sagittarius A*, basierend auf direkten Radiobildern, die 2017 aufgenommen wurden, und bestätigte, dass das Objekt ein Schwarzes Loch enthält. Dies ist das zweite Bild eines Schwarzen Lochs. Die Verarbeitung dieses Bildes erforderte fünf Jahre Berechnungen, wobei eine Bildschichtungstechnik verwendet wurde. Ihr Ergebnis ergibt eine Gesamtwinkelgröße für die Quelle von51,8 ± 2,3 μas ). Bei einer Entfernung von 26.000 Lichtjahren (8.000 Parsec ) ergibt dies einen Durchmesser von 51,8 Millionen Kilometern (32,2 Millionen Meilen). Zum Vergleich: Die Erde ist 150 Millionen Kilometer (1,0 astronomische Einheit ; 93 Millionen Meilen ) von der Sonne entfernt, und Merkur ist 46 Millionen km (0,31 AE; 29 Millionen Meilen) von der Sonne am Perihel entfernt . Die Eigenbewegung von Sgr A* beträgt etwa –2,70 mas pro Jahr für die Rektaszension und –5,6 mas pro Jahr für die Deklination . Die Messung dieser Schwarzen Löcher durch das Teleskop testete Einsteins Relativitätstheorie strenger als zuvor, und die Ergebnisse stimmen perfekt überein.

Im Jahr 2019 zeigten Messungen mit der im SOFIA - Flugzeug montierten High-Resolution Airborne Wideband Camera-Plus (HAWC+), dass Magnetfelder den umgebenden Ring aus Gas und Staub verursachen, dessen Temperaturen zwischen –280 und 17.500 °F (99,8 bis 9.977,6 K; −173,3 bis 9.704,4 °C), um in eine Umlaufbahn um Sagittarius A* zu fließen und die Emissionen von Schwarzen Löchern niedrig zu halten.

Astronomen konnten Sgr A* nicht im optischen Spektrum beobachten, da zwischen der Quelle und der Erde 25 Magnituden Extinktion durch Staub und Gas auftreten.

Geschichte

Karl Jansky, der als Vater der Radioastronomie gilt, entdeckte im April 1933, dass ein Funksignal von einem Ort in Richtung des Sternbildes Schütze in Richtung des Zentrums der Milchstraße kam. Die Radioquelle wurde später als Sagittarius A bekannt . Seine Beobachtungen reichten nicht ganz so weit nach Süden, wie wir heute als das Galaktische Zentrum kennen. Beobachtungen von Jack Piddington und Harry Minnett mit dem CSIRO -Radioteleskop am Potts Hill Reservoir in Sydney entdeckten eine diskrete und helle „Sagittarius-Scorpius“-Radioquelle, die nach weiterer Beobachtung mit dem 80-Fuß (24-Meter) -CSIRO -Radioteleskop an Dover Heights wurde in einem Brief an Nature als wahrscheinliches Galaktisches Zentrum identifiziert.

Spätere Beobachtungen zeigten, dass Schütze A tatsächlich aus mehreren sich überlappenden Unterkomponenten besteht; Eine helle und sehr kompakte Komponente, Sgr A*, wurde am 13. und 15. Februar 1974 von den Astronomen Bruce Balick und Robert Brown unter Verwendung des Basisinterferometers des National Radio Astronomy Observatory entdeckt . Der Name Sgr A* wurde 1982 von Brown in einer Arbeit geprägt, weil die Radioquelle „aufregend“ war und angeregte Zustände von Atomen mit Sternchen gekennzeichnet sind.

Erkennung einer ungewöhnlich hellen Röntgenstrahlung von Sgr A*

Seit den 1980er Jahren ist klar, dass die zentrale Komponente von Sgr A* wahrscheinlich ein Schwarzes Loch ist. 1994 zeigten Infrarot- und Submillimeter-Spektroskopiestudien eines Berkeley -Teams, an dem der Nobelpreisträger Charles H. Townes und der spätere Nobelpreisträger Reinhard Genzel teilnahmen, dass die Masse von Sgr A* eng konzentriert war und in der Größenordnung von 3 Millionen Sonnen lag.

Am 16. Oktober 2002 berichtete ein internationales Team unter der Leitung von Reinhard Genzel am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik über die Beobachtung der Bewegung des Sterns S2 in der Nähe von Sagittarius A* über einen Zeitraum von zehn Jahren. Der Analyse des Teams zufolge schlossen die Daten die Möglichkeit aus, dass Sgr A* eine Ansammlung dunkler stellarer Objekte oder eine Masse entarteter Fermionen enthält, was den Beweis für ein massereiches Schwarzes Loch verstärkt. Die Beobachtungen von S2 verwendeten Nah-Infrarot (NIR) -Interferometrie (im Ks-Band, dh 2,1 μm ) wegen der reduzierten interstellaren Extinktion in diesem Band. SiO -Maser wurden verwendet, um NIR-Bilder mit Radiobeobachtungen auszurichten, da sie sowohl im NIR- als auch im Radioband beobachtet werden können. Die schnelle Bewegung von S2 (und anderen nahen Sternen) hob sich leicht von langsameren Sternen entlang der Sichtlinie ab, sodass diese von den Bildern subtrahiert werden konnten.

Staubwolke G2 passiert das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße

Die VLBI-Funkbeobachtungen von Sagittarius A* konnten auch zentral mit den NIR-Bildern ausgerichtet werden, sodass festgestellt wurde, dass der Fokus der elliptischen Umlaufbahn von S2 mit der Position von Sagittarius A* übereinstimmt. Aus der Untersuchung der Keplerbahn von S2 bestimmten sie die Masse von Sagittarius A*4,1 ± 0,6 Millionen Sonnenmassen, eingeschlossen in einem Volumen mit einem Radius von nicht mehr als 17 Lichtstunden (120 AE [18 Milliarden km ; 11 Milliarden Meilen ]). Spätere Beobachtungen des Sterns S14 zeigten, dass die Masse des Objekts etwa 4,1 Millionen Sonnenmassen innerhalb eines Volumens mit einem Radius von nicht mehr als 6,25 Lichtstunden (45 AE [6,7 Milliarden km; 4,2 Milliarden mi]) beträgt. S175 passierte in ähnlicher Entfernung. Zum Vergleich: Der Schwarzschild-Radius beträgt 0,08 AE (12 Millionen km; 7,4 Millionen mi). Sie bestimmten auch die Entfernung von der Erde zum galaktischen Zentrum (dem Rotationszentrum der Milchstraße), das für die Kalibrierung astronomischer Entfernungsskalen wichtig ist, mit 8.000 ± 600 Parsec (30.000 ± 2.000 Lichtjahre ). Im November 2004 berichtete ein Team von Astronomen über die Entdeckung eines potenziellen Schwarzen Lochs mittlerer Masse, das als GCIRS 13E bezeichnet wird und 3 Lichtjahre von Sagittarius A* entfernt umkreist. Dieses Schwarze Loch mit 1.300 Sonnenmassen befindet sich in einem Haufen von sieben Sternen. Diese Beobachtung könnte die Idee unterstützen, dass supermassive Schwarze Löcher wachsen, indem sie kleinere Schwarze Löcher und Sterne in der Nähe absorbieren.

Nach 16-jähriger Überwachung der Sternbahnen um Sagittarius A* haben Gillessen et al. schätzte die Masse des Objekts auf4,31 ± 0,38 Millionen Sonnenmassen. Das Ergebnis wurde 2008 bekannt gegeben und 2009 im Astrophysical Journal veröffentlicht. Reinhard Genzel, Teamleiter der Forschung, sagte, die Studie habe „das geliefert, was heute als der beste empirische Beweis dafür gilt, dass supermassereiche Schwarze Löcher wirklich existieren Umlaufbahnen im Galaktischen Zentrum zeigen, dass die zentrale Massenkonzentration von vier Millionen Sonnenmassen ohne jeden vernünftigen Zweifel ein Schwarzes Loch sein muss."

Am 5. Januar 2015 berichtete die NASA über die Beobachtung einer Röntgeneruption, die 400-mal heller als gewöhnlich war, ein Rekordbrecher, von Sgr A*. Das ungewöhnliche Ereignis könnte laut Astronomen durch das Auseinanderbrechen eines Asteroiden verursacht worden sein, der in das Schwarze Loch gefallen ist, oder durch die Verwicklung von Magnetfeldlinien in Gas, das in Sgr A* strömt.

Am 13. Mai 2019 beobachteten Astronomen, die das Keck-Observatorium nutzten, eine plötzliche Aufhellung von Sgr A*, die 75-mal heller als gewöhnlich wurde, was darauf hindeutet, dass das supermassereiche Schwarze Loch möglicherweise auf ein anderes Objekt gestoßen ist.

Auswurf von Supernova -Überresten, die planetenbildendes Material produzieren

Zentrales Schwarzes Loch

NuSTAR hat diese ersten fokussierten Ansichten des supermassiven Schwarzen Lochs im Herzen der Milchstraße mit hochenergetischer Röntgenstrahlung aufgenommen

In einem am 31. Oktober 2018 veröffentlichten Papier wurde die Entdeckung schlüssiger Beweise dafür angekündigt, dass Sagittarius A* ein Schwarzes Loch ist. Unter Verwendung des GRAVITY- Interferometers und der vier Teleskope des Very Large Telescope (VLT), um ein virtuelles Teleskop mit einem Durchmesser von 130 Metern (430 Fuß) zu schaffen, entdeckten Astronomen Gasklumpen, die sich mit etwa 30 % der Lichtgeschwindigkeit bewegen. Die Emission von hochenergetischen Elektronen in unmittelbarer Nähe des Schwarzen Lochs war als drei markante helle Fackeln sichtbar. Diese stimmen genau mit theoretischen Vorhersagen für Hot Spots überein, die in der Nähe eines Schwarzen Lochs mit vier Millionen Sonnenmassen kreisen. Es wird angenommen, dass die Fackeln von magnetischen Wechselwirkungen in dem sehr heißen Gas stammen, das Sagittarius A* sehr nahe umkreist.

Im Juli 2018 wurde berichtet, dass S2, das Sgr A* umkreist, mit 7.650 km/s (17,1 Millionen mph) oder 2,55 % der Lichtgeschwindigkeit aufgezeichnet wurde, was im Mai 2018 bei etwa 120 AE zur Annäherung an das Perizentrum führte (18 Milliarden km ; 11 Milliarden mi ) (ungefähr 1.400 Schwarzschild-Radien ) von Sgr A*. In dieser geringen Entfernung zum Schwarzen Loch sagt Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie ( GR) voraus, dass S2 zusätzlich zur üblichen Geschwindigkeits-Rotverschiebung eine erkennbare gravitative Rotverschiebung aufweisen würde; die gravitative Rotverschiebung wurde in Übereinstimmung mit der GR-Vorhersage innerhalb der 10-prozentigen Messgenauigkeit nachgewiesen.

Unter der Annahme, dass die Allgemeine Relativitätstheorie immer noch eine gültige Beschreibung der Gravitation in der Nähe des Ereignishorizonts ist, sind die Radioemissionen von Sagittarius A* nicht auf das Schwarze Loch zentriert, sondern entstehen von einem hellen Fleck in der Region um das Schwarze Loch herum, nahe dem Ereignishorizont. möglicherweise in der Akkretionsscheibe oder einem relativistischen Materialstrahl, der von der Scheibe ausgestoßen wird. Wenn die scheinbare Position von Sagittarius A* genau auf dem Schwarzen Loch zentriert wäre, wäre es aufgrund der Gravitationslinse des Schwarzen Lochs möglich, es über seine Größe hinaus vergrößert zu sehen. Nach der Allgemeinen Relativitätstheorie würde dies zu einer ringförmigen Struktur führen, die einen Durchmesser von etwa dem 5,2-fachen des Schwarzschild-Radius des Schwarzen Lochs hat . Für ein Schwarzes Loch von etwa 4 Millionen Sonnenmassen entspricht dies einer Größe von etwa 52 μas, was mit der beobachteten Gesamtgröße von etwa 50 μas übereinstimmt.

Jüngste Beobachtungen mit geringerer Auflösung zeigten, dass die Radioquelle von Sagittarius A* symmetrisch ist. Simulationen alternativer Gravitationstheorien zeigen Ergebnisse, die möglicherweise schwer von GR zu unterscheiden sind. Ein Artikel aus dem Jahr 2018 sagt jedoch ein Bild von Sagittarius A* voraus, das mit den jüngsten Beobachtungen übereinstimmt; insbesondere erklärt es die kleine Winkelgröße und die symmetrische Morphologie der Quelle.

Die Masse von Sagittarius A* wurde auf zwei verschiedene Arten geschätzt:

  1. Zwei Gruppen – in Deutschland und den USA – überwachten die Umlaufbahnen einzelner Sterne in unmittelbarer Nähe des Schwarzen Lochs und nutzten die Keplerschen Gesetze, um auf die eingeschlossene Masse zu schließen. Die deutsche Gruppe fand eine Masse von4,31 ± 0,38 Millionen Sonnenmassen, wohingegen die amerikanische Gruppe fand4,1 ± 0,6 Millionen Sonnenmassen. Angesichts der Tatsache, dass diese Masse in einer Kugel mit einem Durchmesser von 44 Millionen Kilometern eingeschlossen ist, ergibt dies eine zehnmal höhere Dichte als frühere Schätzungen.
  2. In jüngerer Zeit hat die Messung der Eigenbewegungen einer Probe von mehreren tausend Sternen innerhalb von etwa einer Parsec vom Schwarzen Loch in Kombination mit einer statistischen Technik sowohl eine Schätzung der Masse des Schwarzen Lochs als auch ergeben3.6+0,2
    –0,4
    × 10 6
    M , plus eine verteilte Masse im zentralen Parsec in Höhe von(1 ± 0,5) × 10 6 M . Letztere besteht vermutlich aus Sternen und Sternresten .
Magnetar wurde sehr nahe am supermassereichen Schwarzen Loch Sagittarius A* im Zentrum der Milchstraße gefunden

Die vergleichsweise geringe Masse dieses supermassiven Schwarzen Lochs zusammen mit der geringen Leuchtkraft der Radio- und Infrarot-Emissionslinien implizieren, dass die Milchstraße keine Seyfert-Galaxie ist .

Letztendlich wird nicht das Schwarze Loch selbst gesehen, sondern Beobachtungen, die nur konsistent sind, wenn in der Nähe von Sgr A* ein Schwarzes Loch vorhanden ist. Im Fall eines solchen Schwarzen Lochs geht die beobachtete Radio- und Infrarotenergie von Gas und Staub aus, die auf Millionen von Grad erhitzt werden, während sie in das Schwarze Loch fallen. Es wird angenommen, dass das Schwarze Loch selbst nur Hawking-Strahlung bei einer vernachlässigbaren Temperatur in der Größenordnung von 10 −14 Kelvin aussendet .

Das Gammastrahlen- Observatorium INTEGRAL der Europäischen Weltraumorganisation beobachtete, wie Gammastrahlen mit der nahe gelegenen riesigen Molekülwolke Sagittarius B2 interagierten und Röntgenstrahlenemission aus der Wolke verursachten. Die Gesamthelligkeit dieses Ausbruchs ( L ≈1,5 × 10 39 erg/s) ist schätzungsweise millionenfach stärker als die aktuelle Ausgabe von Sgr A* und ist vergleichbar mit einem typischen aktiven galaktischen Kern . 2011 wurde diese Schlussfolgerung von japanischen Astronomen gestützt, die das Zentrum der Milchstraße mit dem Suzaku - Satelliten beobachteten.

Im Juli 2019 berichteten Astronomen, einen Stern, S5-HVS1, gefunden zu haben, der sich mit 1.755 km/s (3,93 Millionen mph) oder 0,006 c bewegt . Der Stern befindet sich im Sternbild Grus (oder Kranich) am Südhimmel und etwa 29.000 Lichtjahre von der Erde entfernt und wurde möglicherweise aus der Milchstraße geschleudert, nachdem er mit Sagittarius A*, dem supermassereichen Schwarzen Loch im Zentrum, interagiert hatte der Galaxie.

Sterne umkreisen

Abgeleitete Umlaufbahnen von 6 Sternen um den supermassiven Schwarzen-Loch-Kandidaten Sagittarius A* im Zentrum der Milchstraße
Sterne, die sich um Sagittarius A* bewegen, wie im Jahr 2018 zu sehen
Sterne bewegen sich um Sagittarius A*, wie im Jahr 2021 beobachtet

Es gibt eine Reihe von Sternen in einer engen Umlaufbahn um Sagittarius A*, die zusammen als "S-Sterne" bekannt sind. Diese Sterne werden hauptsächlich im K-Band- Infrarotwellenlängenbereich beobachtet, da interstellarer Staub die Sichtbarkeit im sichtbaren Wellenlängenbereich drastisch einschränkt. Dies ist ein sich schnell veränderndes Feld – im Jahr 2011 wurden die Umlaufbahnen der prominentesten Sterne, die damals bekannt waren, in das Diagramm rechts eingezeichnet, das einen Vergleich zwischen ihren Umlaufbahnen und verschiedenen Umlaufbahnen im Sonnensystem zeigt. Seitdem wurde festgestellt, dass sich S62 noch näher als diese Sterne nähert.

Die hohen Geschwindigkeiten und nahen Annäherungen an das supermassereiche Schwarze Loch machen diese Sterne nützlich, um Grenzen für die physikalischen Dimensionen von Sagittarius A* festzulegen und Effekte im Zusammenhang mit der allgemeinen Relativität wie die Periapsenverschiebung ihrer Umlaufbahnen zu beobachten. Es wird aktiv auf die Möglichkeit geachtet, dass sich Sterne dem Ereignishorizont nahe genug nähern, um gestört zu werden, aber es wird erwartet, dass keiner dieser Sterne dieses Schicksal erleiden wird. Die beobachtete Verteilung der Bahnebenen der S-Sterne begrenzt den Spin von Sagittarius A* auf weniger als 10 % seines theoretischen Maximalwerts.

Ab 2020 ist S4714 der aktuelle Rekordhalter der engsten Annäherung an Sagittarius A *, mit etwa 12,6 AE (1,88 Milliarden km), fast so nah wie Saturn der Sonne und bewegt sich mit etwa 8 % der Lichtgeschwindigkeit. Diese angegebenen Zahlen sind Näherungswerte, wobei die formalen Unsicherheiten bestehen12,6 ± 9,3 AE und23.928 ± 8.840 km/s . Seine Umlaufzeit beträgt 12 Jahre, aber eine extreme Exzentrizität von 0,985 verleiht ihm die enge Annäherung und hohe Geschwindigkeit.

Ein Auszug aus einer Tabelle dieses Clusters (siehe Cluster Schütze A* ) mit den prominentesten Mitgliedern. In der folgenden Tabelle ist id1 der Name des Sterns im Gillessen-Katalog und id2 im Katalog der University of California, Los Angeles. a, e, i, Ω und ω sind Standardbahnelemente, wobei a in Bogensekunden gemessen wird . Tp ist die Epoche der Perizentrumspassage, P ist die Umlaufzeit in Jahren und Kmag ist die scheinbare Helligkeit des Sterns im Infrarot -K-Band . q und v sind die Perizentrumsentfernung in AE und die Perizentrumsgeschwindigkeit in Prozent der Lichtgeschwindigkeit .

ID1 ID2 a e ich (°) Ω (°) ω (°) Tp (Jahr) P (Jahr) Kmag q (AU) v (%c)
S1 S0-1 0,5950 0,5560 119.14 342.04 122.30 2001.800 166,0 14.70 2160.7 0,55
S2 S0-2 0,1251 0,8843 133,91 228.07 66.25 2018.379 16.1 13.95 118.4 2.56
S8 S0-4 0,4047 0,8031 74.37 315.43 346,70 1983.640 92.9 14.50 651.7 1.07
S12 S0-19 0,2987 0,8883 33.56 230.10 317,90 1995.590 58.9 15.50 272.9 1,69
S13 S0-20 0,2641 0,4250 24.70 74,50 245.20 2004.860 49.0 15.80 1242.0 0,69
S14 S0-16 0,2863 0,9761 100.59 226.38 334,59 2000.120 55.3 15.70 56,0 3.83
S62 0,0905 0,9760 72.76 122.61 42.62 2003.330 9.9 16.10 16.4 7.03
S4714 0,102 0,985 127.7 129.28 357.25 2017.29 12.0 17.7 12.6 8.0

Entdeckung der G2-Gaswolke auf Akkretionskurs

Die Gaswolke G2, die 2002 erstmals in Bildern des Zentrums der Milchstraße als etwas Ungewöhnliches aufgefallen ist, hat eine etwa dreimal so große Masse wie die Erde, und es wurde bestätigt, dass sie wahrscheinlich auf einem Kurs ist, der sie in die Akkretionszone von Sgr A führt * in einem 2012 in Nature veröffentlichten Artikel . Vorhersagen seiner Umlaufbahn deuteten darauf hin, dass es sich Anfang 2014 dem Schwarzen Loch (einem Perinigrikon ) am nächsten nähern würde, als die Wolke in einer Entfernung von etwas mehr als dem 3.000-fachen des Radius des Ereignisses war Horizont (oder ≈260 AE, 36 Lichtstunden) vom Schwarzen Loch entfernt. G2 wurde seit 2009 als störend beobachtet und wurde von einigen vorhergesagt, dass es durch die Begegnung vollständig zerstört wurde, was zu einer signifikanten Aufhellung der Röntgenstrahlung und anderer Emissionen des Schwarzen Lochs geführt haben könnte. Andere Astronomen schlugen vor, dass die Gaswolke einen schwachen Stern oder ein Doppelstern-Fusionsprodukt verbergen könnte, das sie gegen die Gezeitenkräfte von Sgr A * zusammenhalten würde, wodurch das Ensemble ohne Wirkung vorbeiziehen könnte. Zusätzlich zu den Gezeiteneffekten auf die Wolke selbst wurde im Mai 2013 vorgeschlagen, dass G2 vor seinem Perinigrikon mehrere enge Begegnungen mit Mitgliedern der Populationen von Schwarzen Löchern und Neutronensternen erleben könnte, von denen angenommen wird, dass sie in der Nähe des Galaktischen Zentrums kreisen. einen Einblick in die Region rund um das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße.

Die durchschnittliche Akkretionsrate auf Sgr A* ist ungewöhnlich gering für ein Schwarzes Loch seiner Masse und nur nachweisbar, weil es so nahe an der Erde ist. Es wurde angenommen, dass der Durchgang von G2 im Jahr 2013 Astronomen die Möglichkeit bieten könnte, viel mehr darüber zu erfahren, wie sich Materie auf supermassereichen Schwarzen Löchern ansammelt. Mehrere astronomische Einrichtungen beobachteten diese engste Annäherung, wobei Beobachtungen mit Chandra, XMM, VLA, INTEGRAL, Swift, Fermi bestätigt und bei VLT und Keck angefordert wurden .

Simulationen der Passage wurden von Gruppen der ESO und des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) durchgeführt, bevor sie stattfand.

Als sich die Wolke dem Schwarzen Loch näherte, sagte Dr. Daryl Haggard : „Es ist aufregend, etwas zu haben, das sich eher wie ein Experiment anfühlt“, und hoffte, dass die Wechselwirkung Effekte hervorrufen würde, die neue Informationen und Erkenntnisse liefern würden.

Während und nach der engsten Annäherung der Wolke an das Schwarze Loch wurde nichts beobachtet, was als ein Mangel an „Feuerwerk“ und ein „Flop“ beschrieben wurde. Astronomen der UCLA Galactic Center Group veröffentlichten Beobachtungen vom 19. und 20. März 2014 und kamen zu dem Schluss, dass G2 noch intakt war (im Gegensatz zu Vorhersagen für eine einfache Gaswolkenhypothese) und dass die Wolke wahrscheinlich einen Zentralstern hat.

Eine am 21. Juli 2014 veröffentlichte Analyse, die auf Beobachtungen des Very Large Telescope der ESO in Chile basiert, kam alternativ zu dem Schluss, dass die Wolke, anstatt isoliert zu sein, ein dichter Klumpen innerhalb eines kontinuierlichen, aber dünneren Materiestroms sein könnte und würde auf der Materiescheibe, die das Schwarze Loch umkreist, wie eine konstante Brise wirken und nicht wie ursprünglich erwartet plötzliche Böen, die beim Auftreffen eine hohe Helligkeit verursacht hätten. Untermauert wird diese Hypothese dadurch, dass G1, eine Wolke, die vor 13 Jahren in der Nähe des Schwarzen Lochs vorbeizog, eine Umlaufbahn hatte, die fast identisch mit G2 war, was mit beiden Wolken übereinstimmte, und einen Gasschweif, von dem angenommen wurde, dass er G2 folgte, was alles dichtere Klumpen innerhalb eines großen einzelnen Gases waren Strom.

Professor Andrea Ghez et al. schlugen 2014 vor, dass G2 keine Gaswolke ist, sondern ein Paar Doppelsterne, die das Schwarze Loch gemeinsam umkreisten und zu einem extrem großen Stern verschmolzen waren.

Künstlerische Darstellung der Akkretion der Gaswolke G2 auf Sgr A*. Bildnachweis: ESO
Diese Simulation zeigt eine 2011 entdeckte Gaswolke, die nahe am supermassiven Schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße vorbeizieht
Diese Videosequenz zeigt die Bewegung der Staubwolke G2, während sie sich dem supermassiven Schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße nähert und es dann passiert.

Siehe auch

Verweise

Weiterlesen

Externe Links