Astronomie

Gibt es ein Update zur Verfügbarkeit von Event-Horizon-Teleskopbildern?

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Seit letztem (Nord-)Sommer gibt es keine Neuigkeiten auf den offensichtlich öffentlich-rechtlichen Sendern aus dem EHT-Projekt. Hat jemand weitere Informationen darüber, wann Ergebnisse aus dem Lauf im April 2017 veröffentlicht werden könnten?

Eine zweite Frage ist, ob die Daten aus dem Lauf vom April 2018 erfolgreich gesammelt wurden? Ich weiß, dass sie auf den antarktischen Frühling warten müssen, um die Festplatten vom Südpol zu versenden, aber das hätte vor ein paar Monaten eintreffen sollen.


Heute, 10. April 2019, fand eine Pressekonferenz statt, bei der endlich ein Bild von M87 veröffentlicht wurde:

Wissenschaftler haben das erste Bild eines Schwarzen Lochs mit Beobachtungen des Event Horizon Telescope des Zentrums der Galaxie M87 erhalten. Das Bild zeigt einen hellen Ring, der als Lichtkrümmung in der intensiven Gravitation um ein Schwarzes Loch entsteht, das 6,5 Milliarden Mal massereicher ist als die Sonne. Dieses lang gesuchte Bild liefert den bisher stärksten Beweis für die Existenz supermassereicher Schwarzer Löcher und öffnet ein neues Fenster zur Untersuchung von Schwarzen Löchern, ihren Ereignishorizonten und der Gravitation. Credit: Event Horizon Telescope Collaboration


Dieser Newpaper-Artikel scheint neue Informationen aus dem Projekt widerzuspiegeln.

Die Beobachtungen des Event Horizon Telescope werden voraussichtlich im März veröffentlicht…

Das Team befindet sich in der letzten Phase der Überprüfung der 2017 gesammelten Daten…

Nichts zu den Daten von 2018.


EHT-Status-Update, 15. Dezember 2017

In den vergangenen zwei Monaten hat das EHT-Team mit Hochdruck daran gearbeitet, einen vorläufigen Datensatz aufzubereiten, der noch keine Daten der Südpolstation enthält. Mit diesem Datensatz hat das Team die Datenverarbeitungspipelines verfeinert, die zur Kalibrierung der Daten verwendet werden, und auch viele der Analysetools getestet, die verwendet werden, um Bilder zu erstellen und nach Signaturen starker Gravitationseffekte an den Ereignishorizonten von zu suchen Supermassereiche Schwarze Löcher.

Das Warten auf Daten vom Südpol ist darauf zurückzuführen, dass die Station für den Winter geschlossen ist und von Februar bis Oktober keine Flüge ein- oder ausgeflogen werden. Die vom South Pole Telescope erfassten EHT-Daten befinden sich seit April im "Kühllager" und warten darauf, dass die Frachtflüge wieder aufgenommen werden. Anfang November wurden die EHT-Datenplatten von der Südpolstation zu einer Reise auf dem Luft-, See- und Landweg über die McMurdo-Station an der Küste der Antarktis, durch Christchurch in Neuseeland und Port Hueneme in Kalifornien geschickt.

Am Mittwoch, dem 13. Dezember, erreichte endlich die lang erwartete Lieferung von Festplatten vom Südpol das MIT Haystack Observatory. Die Hälfte der Daten soll demnächst zum Max-Planck-Institut für Astronomie in Bonn unterwegs sein, wo sie nächste Woche eintreffen sollen. Nachdem sich die Disks aufgewärmt haben, werden sie in Wiedergabelaufwerke geladen und mit den Daten der anderen 7 EHT-Stationen verarbeitet, um das erdgroße virtuelle Teleskop zu vervollständigen, das Gerichte vom Südpol nach Hawaii, Mexiko, Chile, Arizona und Arizona verbindet Spanien. Der Abgleich der Aufzeichnungen sollte ca. 3 Wochen dauern, danach kann die finale Auswertung der EHT-Daten 2017 beginnen!

Unten sind einige Fotos der gelieferten Datenlieferung von South Pole.

Shep Dölemann,
EHT-Direktor

South Pole Telescope Winterover Andrew Nadolski versiegelt die Kiste mit den EHT-Datenplatten nach der Kampagne im April 2017 an der Südpolstation. Bildnachweis: Daniel Michalik

Die Disketten kommen wie üblich per FedEx zum MIT Haystack Observatory - es gibt keinen schnelleren Weg, die Petabyte an EHT-Daten zu versenden, als Festplatten in Flugzeuge, Schiffe, Züge und Autos zu laden. Bildnachweis: MIT Haystack Observatory

Kisten mit EHT-Laufwerken werden entladen - es mag Low-Tech sein, aber es ist ein wesentlicher Bestandteil des Schmiedens eines erdgroßen Teleskops. Bildnachweis: MIT Haystack Observatory

In den Kisten befinden sich einzelne Boxen mit Modulen, die jeweils 8 Festplatten mit einer Gesamtkapazität von 64 Terabyte aufnehmen. Bildnachweis: MIT Haystack Observatory

Die Module laufen in der Aufwärmphase und auf dem Weg zur Diskette "Bibliothek", wo sie katalogisiert und zusammen mit den Daten der anderen 7 EHT-Stationen für die Verarbeitung vorbereitet werden. Die letzten Daten der EHT-Beobachtungen im April 2017 sind endlich eingetroffen! Bildnachweis: MIT Haystack Observatory

VLBI-Datenspeicherraum voller Datenträger, die von anderen EHT-Stationen am Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn gesammelt wurden. Die Südpoldaten werden nächste Woche dieser Datenbibliothek hinzugefügt, sodass die Analyse des vollständigen EHT-Datensatzes von 2017 beginnen kann! Bildnachweis: Heino Falcke

Zusätzliche Information

Der Astrophysical Journal Letter, der diese Ergebnisse beschreibt, ist hier verfügbar. Dieses Papier wurde von 33 Mitgliedern der EHT Multiwavelength Science Working Group geleitet und umfasst als Co-Autoren Mitglieder der folgenden Kooperationen: die gesamte Event Horizon Telescope Collaboration die Fermi Large Area Telescope Collaboration die HESS Collaboration die MAGIC Collaboration die VERITAS Collaboration und die EAVN Collaboration . Die Koordinatoren der EHT Multiwavelength Science Working Group sind Sera Markoff, Kazuhiro Hada und Daryl Haggard, die zusammen mit Juan Carlos Algaba und Mislav Baloković auch die Arbeiten an dem Papier koordinierten.

Zu den MWL-Partnereinrichtungen gehören: European VLBI Network (EVN) High Sensitivity Array (HSA) VLBI Exploration of Radio Astrometry (VERA) Korea VLBI Network (KVN) East Asian VLBI Network/KVN and VERA Array (EAVN/KaVA) Very Long Baseline Array ( VLBA) Global Millimeter VLBI Array (GMVA) Very Large Telescope Interferometer GRAVITY Instrument (VLTI/GRAVITY) Neil Gehrels Swift Observatory (Swift) Hubble Space Telescope (HST) Chandra X-ray Observatory (Chandra) Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) High Throughput Röntgenspektroskopie-Mission und Röntgen-Multi-Mirror-Mission (XMM-Newton) Fermi Large Area Space Telescope (Fermi-LAT) High Energy Stereoscopic System (HESS) Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov Telescopes (MAGIC) Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS).

An der Kampagne 2017 waren zahlreiche Observatorien und Teleskope beteiligt. Bei den Funkwellenlängen betraf es: das European Very Long Baseline Interferometry (VLBI) Network (EVN) am 9. Mai 2017 das High Sensitivity Array (HSA), welches das Very Large Array (VLA), die Effelsberg 100m Antenne und die 10 Stationen umfasst des National Radio Astronomy Observatory (NRAO) Very Long Baseline Array (VLBA) am 15., 16. und 20. Mai die VLBI Exploration of Radio Astronomy (VERA) über 17 verschiedene Zeiten im Jahr 2017 das Korean VLBI Network (KVN) über sieben Epochen zwischen März und Dezember das East Asian VLBI Network (EAVN) und das KVN und VERA Array (KaVA) , über 14 Epochen zwischen März und Mai 2017 das VLBA am 5. Mai 2017 das Global Millimeter-VLBI-Array (GMVA) am 30. März 2017 das Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) das Submillimeter Array (SMA) als Teil eines laufenden Überwachungsprogramms. Bei ultravioletten (UV) Wellenlängen beteiligte es sich am Neil Gehrels Swift Observatory (Swift) mit mehreren Beobachtungen zwischen dem 22. März und 20. April 2017 und bei optischen Wellenlängen: Swift und dem Hubble-Weltraumteleskop am 7., 12. und 17. April 2017. ( Die Hubble-Daten wurden aus dem Hubble-Archiv abgerufen, da sie Teil eines unabhängigen Beobachtungsprogramms waren.) Bei Röntgenwellenlängen betrafen sie das Chandra-Röntgenobservatorium am 11. und 14. April 2017 das Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) am April 11 und 14 2017 und Swift. Bei Gammastrahlen-Wellenlängen betraf es Fermi vom 22. März bis 20. April 2017 das High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S), die Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov (MAGIC) Teleskope und das Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS).

Die EHT Multi-wavelength (MWL) Working Group ist ein Kollektiv von Mitgliedern der EHT Collaboration und externen Partnern, die zusammenarbeiten, um eine Breitband-MWL-Abdeckung während EHT-Kampagnen sicherzustellen, um den wissenschaftlichen Output zu maximieren. An der EHT-Kollaboration sind mehr als 300 Forscher aus Afrika, Asien, Europa, Nord- und Südamerika beteiligt. Die internationale Zusammenarbeit arbeitet daran, die detailliertesten Bilder von Schwarzen Löchern zu erfassen, die jemals durch die Entwicklung eines virtuellen erdgroßen Teleskops erhalten wurden. Unterstützt durch erhebliche internationale Investitionen verbindet das EHT bestehende Teleskope mit neuartigen Systemen – und schafft so ein grundlegend neues Instrument mit dem bisher höchsten Winkelauflösungsvermögen.

Die einzelnen beteiligten EHT-Teleskope sind: ALMA, APEX, das IRAM 30-Meter-Teleskop, das James Clerk Maxwell Telescope (JCMT), das Large Millimeter Telescope (LMT), das Submillimeter Array (SMA), das Submillimeter Telescope (SMT) und das Südpolteleskop (SPT). Das Grönland-Teleskop, das Kitt-Peak-Teleskop und NOEMA schlossen sich EHT nach den Beobachtungen von 2017 an.

Das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), eine internationale Astronomieeinrichtung, ist eine Partnerschaft der European Organization for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO), der US National Science Foundation (NSF) und der National Institutes of Natural Sciences ( NINS) von Japan in Zusammenarbeit mit der Republik Chile. ALMA wird von der ESO im Namen ihrer Mitgliedstaaten, von der NSF in Zusammenarbeit mit dem National Research Council of Canada (NRC) und dem Ministerium für Wissenschaft und Technologie (MOST) und von NINS in Zusammenarbeit mit der Academia Sinica (AS) in Taiwan finanziert und das Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

Der Bau und der Betrieb von ALMA werden von der ESO im Auftrag ihrer Mitgliedstaaten vom National Radio Astronomy Observatory (NRAO), verwaltet von Associated Universities, Inc. (AUI), im Auftrag von Nordamerika und vom National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ .) geleitet ) im Namen Ostasiens. Das Joint ALMA Observatory (JAO) sorgt für die einheitliche Leitung und Verwaltung des Baus, der Inbetriebnahme und des Betriebs von ALMA.


Historische erste Bilder eines Schwarzen Lochs zeigen, dass Einstein (wieder) Recht hatte

Albert Einsteins überragendes Genie ist einmal mehr zu sehen.

Das allererste Bilder eines Schwarzen Lochs, die das Event Horizon Telescope (EHT)-Projekt heute (10. April) enthüllte, untermauern Einsteins jahrhundertealte Allgemeine Relativitätstheorie, sagten Forscher.

"Heute hat die Allgemeine Relativitätstheorie einen weiteren entscheidenden Test bestanden, der vom Horizont bis zu den Sternen reicht", sagte Avery Broderick, Mitglied des EHT-Teams von der University of Waterloo und dem Perimeter Institute for Theoretical Physics in Kanada, heute während einer Pressekonferenz am Nationaler Presseclub in Washington, DC

Generelle Relativität beschreibt die Gravitation als Folge der Krümmung der Raumzeit. Massive Objekte erzeugen eine Art Delle oder Vertiefung im kosmischen Gewebe, in die vorbeiziehende Körper fallen, weil sie gekrümmten Konturen folgen (nicht aufgrund einer mysteriösen Kraft aus der Ferne, die vor Einstein die vorherrschende Ansicht war). .

Die Allgemeine Relativitätstheorie macht spezifische Vorhersagen darüber, wie diese Verzerrung funktioniert. Die Theorie besagt zum Beispiel, dass Schwarze Löcher existieren, und dass jedes dieser Gravitationsmonster einen Ereignishorizont hat - einen Punkt ohne Rückkehr, über den nichts, nicht einmal Licht, entkommen kann. Außerdem sollte der Ereignishorizont ungefähr kreisförmig sein und eine vorhersagbare Größe haben, die von der Masse des Schwarzen Lochs abhängt.

Und genau das sehen wir in den neu enthüllten EHT-Bildern, die die Silhouette des supermassereichen Schwarzen Lochs im Herzen von M87 zeigen, einer riesigen elliptischen Galaxie, die 55 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt liegt.

"Der Schatten existiert, ist fast kreisförmig und die abgeleitete Masse stimmt mit Schätzungen überein, die auf die Dynamik von 100.000-mal weiter entfernten Sternen zurückzuführen sind", sagte Broderick.

Diese Masse ist übrigens 6,5 Milliarden Mal so groß wie die der Erdsonne. Das ist selbst im Vergleich zu supermassiven Schwarzen Löchern riesig, der Gigant im Herzen unserer Milchstraße wiegt nur 4,3 Millionen Sonnenmassen.

Wie Broderick feststellte, ist dies nicht der erste Test, den die Allgemeine Relativitätstheorie bestanden hat, die Theorie hat in den letzten 100 Jahren viele Herausforderungen überstanden.

Die Allgemeine Relativitätstheorie sagt beispielsweise voraus, dass massive, sich beschleunigende Objekte in der Raumzeit Wellen erzeugen, die als Gravitationswellen bezeichnet werden. Im Jahr 2015 waren Gravitationswellen direkt bestätigt vom Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO), das die Wellen entdeckte, die durch eine Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher entstanden. (Diese Schwarzen Löcher waren nicht der kombinierte supermassive Typ, sie enthielten nur ein paar Dutzend Sonnenmassen.)

Es ist also nicht gerade überraschend, dass Einstein auch in Bezug auf Ereignishorizonte Recht hatte. Aber die Bestätigung, dass die Allgemeine Relativitätstheorie in einem bisher unerforschten Bereich gilt, ist von großem Wert, sagten EHT-Teammitglieder.

Die Arbeit von EHT "hat Einsteins Theorien der Schwerkraft in diesem extremsten Labor bestätigt", sagte Sheperd Doeleman, Direktor des EHT von der Harvard University und dem Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, während der heutigen Pressekonferenz.


EHT-Status-Update, 1. Mai 2018

Die Very Long Baseline Interferometry (VLBI), die Technik, die das EHT verwendet, um eine virtuelle, erdgroße Schüssel zu erstellen, wurde unter Astronomen als das „ultimative in der verzögerten Befriedigung“ bezeichnet. Radiowellen vom Rand eines weit entfernten supermassiven Schwarzen Lochs werden mithilfe von Schüsseln auf der ganzen Welt und den auf Festplatten von Festplatten gespeicherten Signalen eingefangen. Erst nachdem diese Scheiben zusammengebracht und die gespeicherten Signale richtig kombiniert wurden, können wir eine Vergrößerung erreichen, die einem Teleskop entspricht, das die Entfernung zwischen den beteiligten Radioschüsseln überspannt. Frustrierend für EHT-Wissenschaftler (und andere!) braucht dieser Prozess Zeit.

Zum einen hat das EHT zwar seit vielen Monaten Daten von den meisten Gerichten, die wir 2017 verwendet haben, die Scheiben vom Südpol kamen jedoch erst Mitte Dezember 2017 an und wurden seitdem ordnungsgemäß mit Daten von anderen Teleskopen kombiniert. Es hat also eine lange und unvermeidliche Wartezeit gegeben, um den vollständigen Datensatz für eines unserer primären supermassiven Schwarzen Lochziele zusammenzustellen: Sgr A* im Zentrum der Milchstraße.

Abgesehen von dieser logistischen Verzögerung hat das EHT-Team viele Monate damit verbracht, zunächst die kombinierten Daten zu studieren, um sicherzustellen, dass alle schädlichen Auswirkungen, die das Bild des Ereignishorizonts beeinträchtigen könnten, vollständig verstanden werden. Zu diesen Effekten gehören Turbulenzen in der Erdatmosphäre sowie zufälliges Rauschen und Störsignale, die von unseren eigenen Instrumenten hinzugefügt werden. Dazu verwenden wir EHT-Beobachtungen von hellen Quasaren (viel weiter entfernte und hellere kosmische Quellen, die zusammen mit unseren Hauptzielen beobachtet wurden: Sgr A* und dem massereicheren Schwarzen Loch in der Galaxie M 87), um das Array zu kalibrieren. Dies sind Quellen mit bekannter Struktur – oder Erscheinung am Himmel –, sodass Astronomen die instrumentellen Effekte abschätzen und diese kompensieren können, während sie die Rohdaten analysieren und Bilder daraus machen.

EHT-Wissenschaftler haben die Daten dieser Kalibratoren verwendet, um Techniken zur Verarbeitung der kombinierten Daten zu Bildern zu verfeinern. Unabhängige Teams innerhalb des EHT haben neuartige Algorithmen entwickelt, um die VLBI-Rohdaten in Karten der Radioemission am Himmel umzuwandeln. Mit EHT-Daten der Quasare zum Testen dieser neuen Methoden produzieren die Teams jetzt alle sehr ähnliche Bilder, was uns zuversichtlich macht, dass die im letzten Jahr entwickelten Werkzeuge robust genug sind, um auf Sgr A* und M 87 – Schwarze Löcher – angewendet zu werden groß genug, dass wir „Silhouetten“ ihrer Ereignishorizonte sehen können.

Obwohl unsere EHT-Kollaboration mittlerweile auf über 200 Mitglieder angewachsen ist, waren viele von uns in letzter Zeit mit der Planung und Durchführung neuer Beobachtungen in diesem Monat beschäftigt. Da wir nur einmal im Jahr während einer guten Wetterperiode sowohl auf der Nord- als auch auf der Südhalbkugel beobachten können, müssen viele von uns unsere Aufmerksamkeit auf die Planung globaler Operationen lenken. Im April dieses Jahres hat das EHT Sgr A* und M 87 mit einem Array, das zum ersten Mal ein Teleskop in Grönland enthielt, erneut beobachtet und die doppelte Datenmenge von 2017 erfasst. Diese neuen Beobachtungen mit einem stark verbesserten EHT werden es uns ermöglichen um Veränderungen in unseren Zielquellen für Schwarze Löcher zu untersuchen und alle Ergebnisse aus den Daten von 2017 zu bestätigen.

Das EHT war von Anfang an als Langzeitprojekt konzipiert, das Schwarze Löcher weiterhin beobachten und das globale Array über viele Jahre verbessern sollte. Im Gegensatz zu den erstaunlichen Verschmelzungen schwarzer Löcher, die von LIGO (dem Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) entdeckt wurden, die Ereignisse sind, die in Sekundenbruchteilen vorüber sind, können die EHT-Ziele unbegrenzt untersucht werden. Wir planen, Sgr A* und M 87 jedes Jahr mit einem verbesserten EHT zu beobachten, da die Verwirklichung der wissenschaftlichen Ziele des Projekts Daten aus mehreren jährlichen Kampagnen erfordern kann. Dazu haben wir im vergangenen Jahr einen robusten Rahmen aufgebaut, der es den EHT-Wissenschaftlern aus über 12 Ländern und 30 Instituten ermöglicht, gemeinsam an Instrumentierung, Beobachtung, Theorie und Simulation zu arbeiten.

Während das EHT-Team in den kommenden Monaten mit der Analyse der Daten von 2017 zu Sgr A* und M 87 beginnt, werden vorläufige Bilder auftauchen und die Suche nach den Signaturen von umlaufendem Material um die Schwarzen Löcher wird durchgeführt. Es ist die aufregendste Zeit des Projekts. Wir werden sicher teilen, was wir finden, nachdem wir die Daten und Analysemethoden strengen Tests unterzogen haben, um uns und unabhängige Astronomiekollegen davon zu überzeugen, was uns diese horizontauflösenden Beobachtungen sagen.

Shep Dölemann,
EHT-Direktor

Dieser kurze Animationsfilm erklärt einige der Eckpfeiler unseres ehrgeizigen Ziels, ein Schwarzes Loch mit dem Event Horizon Telescope abzubilden. Animation: Chris Jones, Drehbuch: Smithsonian Astrophysical Observatory, Erzählung: Alex Hanson Finanzierung: National Science Foundation.

Gibt es ein Update zur Verfügbarkeit von Event-Horizon-Teleskopbildern? - Astronomie

Wissenschaftler glauben, dass sie kurz davor stehen, das erste Bild eines Schwarzen Lochs zu erhalten.

Sie haben ein erdgroßes "virtuelles Teleskop" gebaut, indem sie eine große Anzahl von Radioempfängern miteinander verbunden haben - vom Südpol über Hawaii bis nach Amerika und Europa.

Es besteht Optimismus, dass Beobachtungen, die vom 5. bis 14. April durchgeführt werden sollen, endlich den lang ersehnten Preis bringen könnten.

Im Visier des sogenannten "Event Horizon Telescope" wird das Monster Schwarzes Loch im Zentrum unserer Galaxie sein.

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Betreff: Event Horizon Telescope bereit für die Aufnahme eines Schwarzen Lochs

#2 durch neuälter » 17.02.2017 14:18

Betreff: Event Horizon Telescope bereit für die Aufnahme eines Schwarzen Lochs

#3 durch DavidMcC » 18. Februar 2017 11:44 Uhr

Ich kann keinen Link finden, aber ich bin mir ziemlich sicher, dass ein solches Bild vor Jahren gemacht wurde, obwohl es nicht von Sagittarius A * war, sondern von einem lokaleren, stellaren Schwarzen Loch.

EDIT: Auf der anderen Seite könnte es nur eine Simulation gewesen sein.

DavidMcC Name: David McCulloch Beiträge: 14913 Alter: 67
Land: Vereinigtes Königreich

Betreff: Event Horizon Telescope bereit für die Aufnahme eines Schwarzen Lochs

#4 durch neuälter » 05.04.2017 20:52 Uhr

Die Kampagne zur Aufnahme des allerersten Bildes eines Schwarzen Lochs hat begonnen.

Von heute (5. April) bis 14. April werden Astronomen ein System von Radioteleskopen auf der ganzen Welt verwenden, um das gigantische Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße zu beobachten, ein Ungetüm namens Sagittarius A* (Sgr A*), das 4 Millionen beträgt mal massiver als die Sonne.
.
Obwohl die laufende Beobachtungskampagne bald zu Ende ist, wird es eine Weile dauern, bis die Astronomen die Bilder zusammensetzen. Zunächst werden von den teilnehmenden Teleskopen auf der ganzen Welt so viele Informationen gesammelt, dass sie physisch an die zentrale Verarbeitungseinrichtung des Haystack-Observatoriums des Massachusetts Institute of Technology gesendet und nicht übertragen werden.

Anschließend müssen die Daten kalibriert werden, um unterschiedliche Wetter-, atmosphärische und andere Bedingungen an den verschiedenen Standorten zu berücksichtigen. Die ersten Ergebnisse der Kampagne werden voraussichtlich im nächsten Jahr veröffentlicht, sagten EHT-Teammitglieder.


Gemeinsam als „virtuelles Teleskop“ produzieren Observatorien auf der ganzen Welt erste direkte Bilder eines Schwarzen Lochs

Das Event Horizon Telescope (EHT) – eine planetengroße Anordnung von acht bodengestützten Radioteleskopen, die durch internationale Zusammenarbeit geschmiedet wurden – wurde entwickelt, um Bilder eines Schwarzen Lochs aufzunehmen. In koordinierten Pressekonferenzen auf der ganzen Welt enthüllten EHT-Forscher, dass es ihnen gelungen ist, und enthüllten den ersten direkten visuellen Beweis des supermassiven Schwarzen Lochs im Zentrum von Messier 87 und seines Schattens. Bildnachweis: EHT-Kollaboration

Ein internationales Team von über 200 Astronomen, darunter Wissenschaftler des Haystack-Observatoriums des MIT, hat die ersten direkten Bilder eines Schwarzen Lochs aufgenommen. Sie haben diese bemerkenswerte Leistung vollbracht, indem sie die Leistung von acht großen Radioobservatorien auf vier Kontinenten koordinierten, um als virtuelles Teleskop in der Größe der Erde zusammenzuarbeiten.

In einer Reihe von Artikeln, die heute in einer Sonderausgabe von Astrophysikalische Zeitschriftenbriefehat das Team vier Bilder des supermassiven Schwarzen Lochs im Herzen von Messier 87 oder M87 enthüllt, einer Galaxie innerhalb des Virgo-Galaxienhaufens, 55 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt.

Alle vier Bilder zeigen einen zentralen dunklen Bereich, der von einem Lichtring umgeben ist, der schief erscheint – auf einer Seite heller als auf der anderen.

Albert Einstein hat in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie die Existenz von Schwarzen Löchern in Form von unendlich dichten, kompakten Regionen im Weltraum vorhergesagt, in denen die Schwerkraft so extrem ist, dass nichts, nicht einmal Licht, aus ihrem Inneren entweichen kann. Schwarze Löcher sind per Definition unsichtbar. Aber wenn ein Schwarzes Loch von lichtemittierendem Material wie Plasma umgeben ist, sagen Einsteins Gleichungen voraus, dass ein Teil dieses Materials einen "Schatten" oder einen Umriss des Schwarzen Lochs und seiner Grenze erzeugen sollte, auch bekannt als sein Ereignishorizont.

Basierend auf den neuen Bildern von M87 glauben die Wissenschaftler, dass sie zum ersten Mal den Schatten eines Schwarzen Lochs in Form der dunklen Region in der Mitte jedes Bildes sehen.

Die Relativitätstheorie sagt voraus, dass das immense Gravitationsfeld dazu führen wird, dass sich das Licht um das Schwarze Loch biegt und einen hellen Ring um seine Silhouette bildet, und dass auch das umgebende Material mit nahezu Lichtgeschwindigkeit um das Objekt kreist. Der helle, schiefe Ring in den neuen Bildern bietet eine visuelle Bestätigung dieser Effekte: Das Material, das sich in Richtung unseres Blickwinkels dreht, erscheint heller als die andere Seite.

Aus diesen Bildern haben Theoretiker und Modellierer des Teams festgestellt, dass das Schwarze Loch etwa 6,5 ​​Milliarden Mal so massiv ist wie unsere Sonne. Leichte Unterschiede zwischen jedem der vier Bilder deuten darauf hin, dass Material blitzschnell um das Schwarze Loch herumfliegt.

„Dieses Schwarze Loch ist viel größer als die Umlaufbahn von Neptun, und Neptun braucht 200 Jahre, um die Sonne zu umrunden“, sagt Geoffrey Crew, Forscher am Haystack Observatory. "Da das Schwarze Loch M87 so massiv ist, würde ein Planet in seiner Umlaufbahn es innerhalb einer Woche umrunden und sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit bewegen."

„Menschen neigen dazu, den Himmel als etwas Statisches zu betrachten, dass sich die Dinge am Himmel nicht ändern, oder wenn doch, dann auf Zeitskalen, die länger als ein Menschenleben sind“, sagt Vincent Fish, ein Forscher am Haystack Observatory. "Aber was wir für M87 finden, ist, dass sich Objekte in den sehr feinen Details, die wir haben, auf der Zeitskala von Tagen ändern. In Zukunft können wir vielleicht Filme dieser Quellen produzieren. Heute sehen wir die Startbilder."

„Diese bemerkenswerten neuen Bilder des Schwarzen Lochs M87 beweisen, dass Einstein einmal mehr Recht hatte“, sagt Maria Zuber, Vizepräsidentin für Forschung am MIT und E.A. Griswold-Professor für Geophysik in der Abteilung für Erd-, Atmosphären- und Planetenwissenschaften. "Die Entdeckung wurde durch Fortschritte bei digitalen Systemen ermöglicht, in denen Haystack-Ingenieure seit langem hervorragende Leistungen erbringen."

Die Bilder wurden mit dem Event Horizon Telescope (EHT) aufgenommen, einem planetengroßen Array aus acht Radioteleskopen, jedes in einer abgelegenen, hochgelegenen Umgebung, einschließlich der Berggipfel von Hawaii, der spanischen Sierra Nevada, der chilenischen Wüste und der Antarktis Eisdecke.

An jedem beliebigen Tag arbeitet jedes Teleskop unabhängig und beobachtet astrophysikalische Objekte, die schwache Radiowellen aussenden. Ein Schwarzes Loch ist jedoch unendlich kleiner und dunkler als jede andere Radioquelle am Himmel. Um es klar zu sehen, müssen Astronomen sehr kurze Wellenlängen verwenden – in diesem Fall 1,3 Millimeter –, die die Materialwolken zwischen einem Schwarzen Loch und der Erde durchschneiden können.

Um ein Bild von einem Schwarzen Loch zu machen, ist auch eine Vergrößerung oder "Winkelauflösung" erforderlich, die dem Lesen eines Textes auf einem Telefon in New York aus einem Straßencafé in Paris entspricht. Die Winkelauflösung eines Teleskops nimmt mit der Größe seiner Empfangsschüssel zu. Doch selbst die größten Radioteleskope der Erde sind bei weitem nicht groß genug, um ein Schwarzes Loch zu sehen.

Aber wenn mehrere Radioteleskope, die durch sehr große Entfernungen getrennt sind, synchronisiert und auf eine einzige Quelle am Himmel fokussiert werden, können sie durch eine Technik, die als sehr lange Basislinien-Interferometrie oder VLBI bekannt ist, als eine sehr große Radioschüssel fungieren. Dadurch kann ihre kombinierte Winkelauflösung erheblich verbessert werden.

Für EHT summierten sich die acht teilnehmenden Teleskope zu einer virtuellen Radioschüssel, so groß wie die Erde, mit der Fähigkeit, ein Objekt bis auf 20 Mikrobogensekunden aufzulösen – etwa 3 Millionen Mal schärfer als 20/20-Sicht. Durch einen glücklichen Zufall ist das ungefähr die Genauigkeit, die nach Einsteins Gleichungen erforderlich ist, um ein Schwarzes Loch zu sehen.

„Die Natur war freundlich zu uns und hat uns durch den Einsatz modernster Geräte und Techniken etwas geboten, das gerade groß genug ist, um es zu sehen“, sagt Crew, Co-Leiter der EHT-Korrelationsarbeitsgruppe und des VLBI-Teams des ALMA-Observatoriums.

Am 5. April 2017 begann das EHT mit der Beobachtung von M87. Nachdem sie zahlreiche Wettervorhersagen konsultiert hatten, identifizierten Astronomen vier Nächte, die klare Bedingungen für alle acht Observatorien erzeugen würden – eine seltene Gelegenheit, während der sie als eine gemeinsame Schüssel arbeiten könnten, um das Schwarze Loch zu beobachten.

In der Radioastronomie erkennen Teleskope Radiowellen mit Frequenzen, die eintreffende Photonen als Welle registrieren, mit einer Amplitude und Phase, die als Spannung gemessen werden. Als sie M87 beobachteten, nahm jedes Teleskop Datenströme in Form von Spannungen auf, die als digitale Zahlen dargestellt wurden.

Das Kernteam der Haystack-Wissenschaftler, die am EHT-Projekt mitgearbeitet haben, steht vor dem Korrelator am Haystack-Observatorium des MIT. Bildnachweis: Bryce Vickmark

„Wir zeichnen Datenmengen auf – Petabytes an Daten für jede Station“, sagt Crew.

Insgesamt nahm jedes Teleskop etwa ein Petabyte an Daten auf, was einer Million Gigabyte entspricht. Jede Station zeichnete diesen enormen Zustrom auf, der auf mehrere Mark6-Einheiten übertragen wurde – ultraschnelle Datenrekorder, die ursprünglich am Haystack-Observatorium entwickelt wurden.

Nachdem der Beobachtungslauf beendet war, packten die Forscher an jeder Station die Festplatten zusammen und flogen sie per FedEx zum Haystack Observatory in Massachusetts und zum Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Deutschland. (Der Flugverkehr war viel schneller als die elektronische Übertragung der Daten.) An beiden Standorten wurden die Daten in einen hochspezialisierten Supercomputer namens Korrelator wiedergegeben, der die Daten in zwei Strömen gleichzeitig verarbeitete.

Da jedes Teleskop einen anderen Standort auf der virtuellen Radioschüssel des EHT einnimmt, hat es einen etwas anderen Blick auf das interessierende Objekt – in diesem Fall M87. Die von zwei separaten Teleskopen empfangenen Daten können ein ähnliches Signal des Schwarzen Lochs kodieren, aber auch Rauschen enthalten, das für die jeweiligen Teleskope spezifisch ist.

Der Korrelator ordnet Daten von jedem möglichen Paar der acht Teleskope des EHT an. Aus diesen Vergleichen filtert es mathematisch das Rauschen heraus und erkennt das Signal des Schwarzen Lochs. Hochpräzise Atomuhren, die an jedem Teleskop installiert sind, versehen eingehende Daten mit einem Zeitstempel, sodass Analysten Datenströme nachträglich abgleichen können.

„Das genaue Aneinanderreihen der Datenströme und das Berücksichtigen aller Arten von subtilen Störungen des Timings ist eines der Dinge, auf die sich Haystack spezialisiert hat“, sagt Colin Lonsdale, Haystack-Direktor und stellvertretender Vorsitzender des EHT-Direktoriums.

Teams von Haystack und Max Planck begannen dann mit dem sorgfältigen Prozess der "Korrelation" der Daten, der Identifizierung einer Reihe von Problemen an den verschiedenen Teleskopen, deren Behebung und der erneuten Durchführung der Korrelation, bis die Daten rigoros verifiziert werden konnten. Erst dann wurden die Daten an vier separate Teams auf der ganzen Welt weitergegeben, von denen jedes damit beauftragt war, mit unabhängigen Techniken ein Bild aus den Daten zu erstellen.

"Es war die zweite Juniwoche, und ich erinnere mich, dass ich die Nacht vor der Veröffentlichung der Daten nicht geschlafen habe, um sicherzugehen, dass ich vorbereitet war", sagt Kazunori Akiyama, Co-Leiterin der EHT-Bildgebungsgruppe und Postdoc bei Heuhaufen.

Alle vier Bildgebungsteams testeten ihre Algorithmen zuvor an anderen astrophysikalischen Objekten und stellten sicher, dass ihre Techniken eine genaue visuelle Darstellung der Funkdaten liefern. Als die Dateien freigegeben wurden, ließen Akiyama und seine Kollegen die Daten sofort durch ihre jeweiligen Algorithmen laufen. Wichtig ist, dass jedes Team dies unabhängig von den anderen tat, um jegliche Gruppenverzerrung in den Ergebnissen zu vermeiden.

„Das erste Bild, das unsere Gruppe produzierte, war etwas unordentlich, aber wir sahen diese ringförmige Emission, und ich war in diesem Moment so aufgeregt“, erinnert sich Akiyama. "Aber gleichzeitig machte ich mir Sorgen, dass ich vielleicht die einzige Person bin, die das Bild eines Schwarzen Lochs bekommt."

Seine Sorge war nur von kurzer Dauer. Bald darauf trafen sich alle vier Teams bei der Black Hole Initiative an der Harvard University, um Bilder zu vergleichen, und stellten mit einiger Erleichterung und viel Jubel und Applaus fest, dass sie alle dieselbe, schiefe, ringartige Struktur produzierten – die ersten direkten Bilder von ein schwarzes Loch.

„In der Astronomie gab es Möglichkeiten, Signaturen von Schwarzen Löchern zu finden, aber dies ist das erste Mal, dass jemand ein Bild von einem gemacht hat“, sagt Crew. "Dies ist ein Wendepunkt."

Die Idee zum EHT wurde Anfang der 2000er Jahre von Sheperd Doeleman Ph.D. '95, der ein bahnbrechendes VLBI-Programm am Haystack-Observatorium leitete und jetzt als Astronom am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics das EHT-Projekt leitet. Zu dieser Zeit entwickelten die Ingenieure von Haystack die digitalen Back-Ends, Rekorder und Korrelatoren, die die enormen Datenströme verarbeiten konnten, die eine Reihe unterschiedlicher Teleskope empfangen würden.

„Das Konzept, ein Schwarzes Loch abzubilden, gibt es schon seit Jahrzehnten“, sagt Lonsdale. „Aber es war wirklich die Entwicklung moderner digitaler Systeme, die die Leute dazu brachte, über Radioastronomie als eine Möglichkeit nachzudenken, sie tatsächlich zu betreiben. Es wurden mehr Teleskope auf Berggipfeln gebaut, und nach und nach kam die Erkenntnis, dass, hey, [die Abbildung eines schwarzen Lochs] ist nicht absolut verrückt."

2007 testete Doelemans Team das EHT-Konzept, installierte Haystacks Rekorder an drei weit verstreuten Radioteleskopen und richtete sie gemeinsam auf Sagittarius A*, das Schwarze Loch im Zentrum unserer eigenen Galaxie.

"Wir hatten nicht genug Geschirr, um ein Image zu machen", erinnert sich Fish, Co-Leiter der Arbeitsgruppe "EHT Science Operations". "Aber wir konnten sehen, dass da etwas war, das ungefähr die richtige Größe hat."

Heute ist das EHT auf eine Reihe von 11 Observatorien angewachsen: ALMA, APEX, das Grönlandteleskop, das IRAM 30-Meter-Teleskop, das IRAM NOEMA-Observatorium, das Kitt Peak Telescope, das James Clerk Maxwell Telescope, das Large Millimeter Telescope Alfonso Serrano , das Submillimeter Array, das Submillimeter Telescope und das South Pole Telescope.

An der Koordinierung von Beobachtungen und Analysen waren über 200 Wissenschaftler aus der ganzen Welt beteiligt, die an der EHT-Kollaboration mit 13 Hauptinstitutionen, darunter dem Haystack Observatory, beteiligt sind. Die Schlüsselfinanzierung wurde von der National Science Foundation, dem Europäischen Forschungsrat und Förderorganisationen in Ostasien, einschließlich der Japan Society for the Promotion of Science, bereitgestellt. Die Teleskope, die zu diesem Ergebnis beigetragen haben, waren ALMA, APEX, das IRAM 30-Meter-Teleskop, das James Clerk Maxwell Telescope, das Large Millimeter Telescope Alfonso Serrano, das Submillimeter Array, das Submillimeter Telescope und das South Pole Telescope.

Weitere Observatorien sollen dem EHT-Array beitreten, um das Bild von M87 zu schärfen und zu versuchen, durch das dichte Material, das zwischen der Erde und dem Zentrum unserer eigenen Galaxie liegt, zum Herzen von Sagittarius A* zu sehen.

"Wir haben gezeigt, dass das EHT das Observatorium ist, um ein Schwarzes Loch auf einer Ereignishorizontskala zu sehen", sagt Akiyama. "Dies ist der Beginn einer neuen Ära der Astrophysik schwarzer Löcher."


Event Horizon-Teleskop findet gebogenen Jet in der Nähe des Schwarzen Lochs

Von: Camille M. Carlisle 7. April 2020 0

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Beobachtungen aus dem weltweiten Netzwerk von Radioteleskopen zeigen, dass der Feuerschlauch von Plasma, das aus einer fernen Galaxie geschossen wird, in der Nähe seiner Quelle etwas Seltsames tut.

3C 279 ist ein Musterbeispiel für Quasare. Dieses brillante Leuchtfeuer ist eine von einem Schwarzen Loch angetriebene Blendung im Zentrum einer entfernten Galaxie in Jungfrau, komplett mit einem Jet, der direkt aus dem Schwarzen Loch auf uns schießt. Astronomen nennen solche „down-the-barrel“-Quasare Blazare, und sie sind die hellsten Quasare des Haufens.

Als Blazar-Archetyp war 3C 279 oft ein Ziel für Beobachtungen. Astronomen kennen seinen flackernden und episch langen Jet, der sich über Tausende von Lichtjahren erstreckt. Aber die Wissenschaftler des Event Horizon Telescope haben entdeckt, dass tief im Herzen des Quasars etwas Seltsames vor sich geht.

Das EHT-Team verwendete 3C 279 als Kalibrierungsquelle für seine 2017-Kampagne, um den Schatten eines Schwarzen Lochs abzubilden. Die Forscher beobachteten den Blazar an vier verschiedenen Tagen über eine Woche hinweg mit acht Radioteleskopen an sechs Stationen auf der ganzen Welt, von der Antarktis bis nach Arizona. Durch Kombinieren der Daten dieser Antennen mit einer Technik namens sehr lange BasislinieninterferometrieAstronomen konnten Bilder erstellen, die denen ähnlich wären, die sie sehen würden, wenn sie ein Radioteleskop von der Größe der Erde hätten.

Die resultierenden Bilder sind unser detailliertester Blick tief in den Kern des Blazars, der weniger als ein halbes Lichtjahr vom Schwarzen Loch selbst entfernt ist. Wir nähern uns dem Ursprung des Jets. Und hier fand das Team etwas Seltsames: Der Jet scheint die Richtung zu ändern.

Diese Zoomsequenz zeigt, wie das Jet-Shooting von 3C 279 in verschiedenen Maßstäben aussieht. Jede Skala stammt von einem anderen Satz von Radioteleskopen, die bei einer bestimmten Wellenlänge arbeiten: 7 mm (Very Long Baseline Array), 3 mm (Global Millimeter VLBI Array) und 1,3 mm (Event Horizon Telescope). Das EHT-Bild zeigt zwei Komponenten des Jets: eine, die in die gleiche Richtung zeigt wie der Jet weiter außen (unten), und eine andere, die auf mysteriöse Weise im rechten Winkel zum Rest des Jets zeigt.
J.-Y. Kim (MPIfR), das Blazar-Programm der Boston University und die EHT-Kollaboration

Ein Abschnitt des Jets zeigt im Bild nach unten, in die gleiche Richtung wie der Jet weiter außen. Aber der andere – derjenige, der näher am Schwarzen Loch liegt – steht senkrecht dazu.

Nun gebe ich zu, das obige Bild sieht aus wie eine unscharfe Aufnahme von zwei Klecksen. Es ist das Bewegungen innerhalb die Blobs, die faszinierend sind. Jeder Blob besteht aus mindestens drei kompakten, hellen Regionen, die sich alle relativ zueinander bewegen. Wie zu erwarten, bewegen sich die Regionen im unteren Blob alle in die gleiche Richtung, ausgerichtet auf die weiter entfernte Bewegung des Jets – es ist eine zuverlässige Auswärtsströmung.

Aber die Regionen im Blob im rechten Winkel tun so etwas nicht. Dieser Teil des Jets scheint gebogen zu sein, als ob sich der Plasmastrom verzerrt, wenn er versucht, aus der Nachbarschaft des Schwarzen Lochs zu entkommen.

Dieses Diagramm zeigt die Bewegungen (rote Pfeile) von sechs hellen Komponenten im Jet von 3C 279, gemessen in Bezug auf eine der sechs (C0-0, oben rechts). The perpendicular jet feature is C0 the downward jet feature is C1. All of C1's components are moving the same direction. Choosing different points to use as the frame of reference doesn't fix the discrepancy.
J.-Y. Kim et al. / Astronomy & Astrophysics 2020

Astronomers have seen bent jets emanating from other quasars. They’ve even seen signs of this same twisting in 3C 279 in previous observations, albeit not with this resolution. But finding such a dramatic turn so close to the black hole still surprised them. “This is like finding a very different shape by opening the smallest Matryoshka doll,” analysis leader Jae-Young Kim (Max Planck Institute for Radio Astronomy, Germany) said in a press release.

Various causes could explain the bend. Perhaps the black hole drags spacetime around itself as it spins and twists the base of the jet. Perhaps the jet rotates internally, which could create the same signal. Perhaps large-scale reconfigurations of the surrounding magnetic field create a knotty structure that isn’t as bent as it appears. Whatever it is, it’s intriguing.


Event Horizon Telescope Finds Bent Jet Near Black Hole

By: Camille M. Carlisle April 7, 2020 0

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Observations from the worldwide network of radio telescopes show the fire hose of plasma shooting from a distant galaxy does something strange near its source.

3C 279 is a paragon of quasars. This brilliant beacon is a black hole–powered glare at the center of a distant galaxy in Virgo, complete with a jet shooting right at us from the black hole. Astronomers call such down-the-barrel quasars blazars, and they’re the brightest quasars of the bunch.

Being the blazar archetype, 3C 279 has often been a target for observations. Astronomers are familiar with its flickering and epically long jet, which stretches thousands of light-years long. But Event Horizon Telescope scientists have discovered that, deep in the quasar’s heart, there’s something weird going on.

The EHT team used 3C 279 as a calibration source for its 2017 campaign to image the shadow of a black hole. The researchers observed the blazar on four separate days over a week, using eight radio telescopes at six stations spread across the world, from Antarctica to Arizona. By combining these antennas’ data together with a technique called sehr lange Basislinieninterferometrie, astronomers were able to build images akin to those they would see if they had a radio telescope the size of Earth.

The resulting images are our most detailed look deep into the blazar’s core, coming less than half a light-year from the black hole itself. We’re converging on the jet’s origin. And here’s where the team found something strange: The jet appears to change direction.

This sequence of zooms shows what the jet shooting from 3C 279 looks like at different scales. Each scale comes from a different set of radio telescopes working at a particular wavelength: 7 mm (Very Long Baseline Array), 3 mm (Global Millimeter VLBI Array), and 1.3 mm (Event Horizon Telescope). The EHT image shows two components to the jet: one that points the same direction as the jet does farther out (bottom), and another that mysteriously points at right angles to the rest of the jet.
J.-Y. Kim (MPIfR), Boston University Blazar program, and the EHT Collaboration

One section of the jet points down in the image, the same direction as the jet does farther out. But the other one — the one closer to the black hole — is perpendicular to it.

Now I admit, the image above looks like an out-of-focus shot of two blobs. It’s the motions within the blobs that are fascinating. Each blob consists of at least three compact, bright regions, all moving with respect to each other. As you’d expect, the regions in the lower blob all travel in the same direction, aligned with the jet’s motion farther away — it’s a dependable outward flow.

But the regions in the blob at right angles don’t do any such thing. That part of the jet seems to be bent, as though the plasma stream contorts as it tries to escape from the black hole’s neighborhood.

This diagram shows the motions (red arrows) of six bright components in 3C 279's jet, measured with respect to one of the the six (C0-0, top right). The perpendicular jet feature is C0 the downward jet feature is C1. All of C1's components are moving the same direction. Choosing different points to use as the frame of reference doesn't fix the discrepancy.
J.-Y. Kim et al. / Astronomy & Astrophysics 2020

Astronomers have seen bent jets emanating from other quasars. They’ve even seen signs of this same twisting in 3C 279 in previous observations, albeit not with this resolution. But finding such a dramatic turn so close to the black hole still surprised them. “This is like finding a very different shape by opening the smallest Matryoshka doll,” analysis leader Jae-Young Kim (Max Planck Institute for Radio Astronomy, Germany) said in a press release.

Various causes could explain the bend. Perhaps the black hole drags spacetime around itself as it spins and twists the base of the jet. Perhaps the jet rotates internally, which could create the same signal. Perhaps large-scale reconfigurations of the surrounding magnetic field create a knotty structure that isn’t as bent as it appears. Whatever it is, it’s intriguing.


Telescopes unite in unprecedented observations of famous black hole

In 2017, three observatories managed by the Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian participated in the largest simultaneous observing campaign ever undertaken on a supermassive black hole with jets data from their observations are being released

Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

In April 2019, scientists released the first image of a black hole in galaxy M87 using the Event Horizon Telescope (EHT). Diese bemerkenswerte Leistung war jedoch nur der Anfang der zu erzählenden wissenschaftlichen Geschichte.

Data from 19 observatories released today promise to give unparalleled insight into this black hole and the system it powers, and to improve tests of Einstein's General Theory of Relativity.

"We knew that the first direct image of a black hole would be groundbreaking," says Kazuhiro Hada of the National Astronomical Observatory of Japan, a co-author of a new study published in Die Briefe des Astrophysikalischen Journals that describes the large set of data. "But to get the most out of this remarkable image, we need to know everything we can about the black hole's behavior at that time by observing over the entire electromagnetic spectrum."

Die immense Anziehungskraft eines supermassiven Schwarzen Lochs kann Teilchenstrahlen antreiben, die sich mit fast Lichtgeschwindigkeit über weite Entfernungen bewegen. M87's jets produce light spanning the entire electromagnetic spectrum, from radio waves to visible light to gamma rays. Dieses Muster ist für jedes Schwarze Loch unterschiedlich. Identifying this pattern gives crucial insight into a black hole's properties--for example, its spin and energy output--but is a challenge because the pattern changes with time.

Scientists compensated for this variability by coordinating observations with many of the world's most powerful telescopes on the ground and in space, collecting light from across the spectrum. These 2017 observations were the largest simultaneous observing campaign ever undertaken on a supermassive black hole with jets.

Three observatories managed by the Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian participated in the landmark campaign: the Submillimeter Array (SMA) in Hilo, Hawaii the space-based Chandra X-ray Observatory and the Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS) in southern Arizona.

Beginning with the EHT's now iconic image of M87, a new video takes viewers on a journey through the data from each telescope. Jeder aufeinanderfolgende Rahmen zeigt Daten über viele Zehner-Skala, sowohl von Lichtwellenlängen als auch von physikalischer Größe.

The sequence begins with the April 2019 image of the black hole. It then moves through images from other radio telescope arrays from around the globe (SMA), moving outward in the field of view during each step. Next, the view changes to telescopes that detect visible light, ultraviolet light, and X-rays (Chandra). Der Bildschirm teilt sich auf, um zu zeigen, wie diese Bilder, die gleichzeitig die gleiche Menge des Himmels bedecken, im Vergleich zueinander stehen. The sequence finishes by showing what gamma-ray telescopes on the ground (VERITAS), and Fermi in space, detect from this black hole and its jet.

Jedes Teleskop liefert unterschiedliche Informationen über das Verhalten und die Auswirkungen des 6,5 Milliarden Sonnenmassen schweren Schwarzen Lochs im Zentrum von M87, das sich etwa 55 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt befindet.

"There are multiple groups eager to see if their models are a match for these rich observations, and we're excited to see the whole community use this public data set to help us better understand the deep links between black holes and their jets," says co-author Daryl Haggard of McGill University in Montreal, Canada.

Die Daten wurden von einem Team von 760 Wissenschaftlern und Ingenieuren aus fast 200 Institutionen aus 32 Ländern oder Regionen und mithilfe von Observatorien gesammelt, die von Agenturen und Institutionen auf der ganzen Welt finanziert wurden. Die Beobachtungen wurden von Ende März bis Mitte April 2017 konzentriert.

"This incredible set of observations includes many of the world's best telescopes," says co-author Juan Carlos Algaba of the University of Malaya in Kuala Lumpur, Malaysia. "Dies ist ein wunderbares Beispiel dafür, wie Astronomen auf der ganzen Welt im Streben nach Wissenschaft zusammenarbeiten."

The first results show that the intensity of the light produced by material around M87's supermassive black hole was the lowest that had ever been observed. This produced ideal conditions for viewing the 'shadow' of the black hole, as well as being able to isolate the light from regions close to the event horizon from those tens of thousands of light-years away from the black hole.

The combination of data from these telescopes, and current (and future) EHT observations, will allow scientists to conduct important lines of investigation into some of astrophysics' most significant and challenging fields of study. For example, scientists plan to use these data to improve tests of Einstein's Theory of General Relativity. Currently, uncertainties about the material rotating around the black hole and being blasted away in jets, in particular the properties that determine the emitted light, represent a major hurdle for these General Relativity tests.

A related question that is addressed by today's study concerns the origin of energetic particles called "cosmic rays," which continually bombard the Earth from outer space. Ihre Energien können millionenfach höher sein als die, die im stärksten Beschleuniger der Erde, dem Large Hadron Collider, erzeugt werden können. The huge jets launched from black holes, like the ones shown in today's images, are thought to be the most likely source of the highest energy cosmic rays, but there are many questions about the details, including the precise locations where the particles get accelerated. Because cosmic rays produce light via their collisions, the highest-energy gamma rays can pinpoint this location, and the new study indicates that these gamma-rays are likely not produced near the event horizon--at least not in 2017. A key to settling this debate will be comparison to the observations from 2018, and the new data being collected this week.

"Understanding the particle acceleration is really central to our understanding of both the EHT image as well as the jets, in all their 'colors'," says co-author Sera Markoff from the University of Amsterdam. "These jets manage to transport energy released by the black hole out to scales larger than the host galaxy, like a huge power cord. Our results will help us calculate the amount of power carried, and the effect the black hole's jets have on its environment."

The release of this new treasure trove of data coincides with the EHT's 2021 observing run, which leverages a worldwide array of radio dishes, the first since 2018. Last year's campaign was canceled because of the COVID-19 pandemic, and the previous year was suspended because of unforeseen technical problems. This very week, for six nights, EHT astronomers are targeting several supermassive black holes: the one in M87 again, the one in our Galaxy called Sagittarius A*, and several more distant black holes. Compared to 2017, the array has been improved by adding three more radio telescopes: the Greenland Telescope, the Kitt Peak 12-meter Telescope in Arizona, and the NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) in France.

"With the release of these data, combined with the resumption of observing and an improved EHT, we know many exciting new results are on the horizon," says co-author Mislav Balokovi? of Yale University.

"I'm really excited to see these results come out, along with my fellow colleagues working on the SMA, some of whom were directly involved in collecting some of the data for this spectacular view into M87," says co-author Garrett Keating, a Submillimeter Array project scientist. "And with the results of Sagittarius A* -- the massive black hole at the center of the Milky Way -- coming out soon, and the resumption of observing this year, we are looking forward to even more amazing results with the EHT for years to come."

Das Astrophysical Journal Letter describing these results is available here. Dieses Papier wurde von 33 Mitgliedern der EHT Multiwavelength Science Working Group geleitet und umfasst als Co-Autoren Mitglieder der folgenden Kooperationen: die gesamte Event Horizon Telescope Collaboration die Fermi Large Area Telescope Collaboration die HESS Collaboration die MAGIC Collaboration die VERITAS Collaboration und die EAVN Collaboration . The coordinators of the EHT Multiwavelength Science Working Group are Sera Markoff, Kazuhiro Hada, and Daryl Haggard, who together with Juan Carlos Algaba and Mislav Balokovi?, also coordinated work on the paper.

Zu den MWL-Partnereinrichtungen gehören: European VLBI Network (EVN) High Sensitivity Array (HSA) VLBI Exploration of Radio Astrometry (VERA) Korea VLBI Network (KVN) East Asian VLBI Network/KVN and VERA Array (EAVN/KaVA) Very Long Baseline Array ( VLBA) Global Millimeter VLBI Array (GMVA) Very Large Telescope Interferometer GRAVITY Instrument (VLTI/GRAVITY) Neil Gehrels Swift Observatory (Swift) Hubble Space Telescope (HST) Chandra X-ray Observatory (Chandra) Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) High Throughput Röntgenspektroskopie-Mission und Röntgen-Multi-Mirror-Mission (XMM-Newton) Fermi Large Area Space Telescope (Fermi-LAT) High Energy Stereoscopic System (HESS) Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov Telescopes (MAGIC) Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS).

An der Kampagne 2017 waren zahlreiche Observatorien und Teleskope beteiligt. Bei den Funkwellenlängen betraf es: das European Very Long Baseline Interferometry (VLBI) Network (EVN) am 9. Mai 2017 das High Sensitivity Array (HSA), welches das Very Large Array (VLA), die Effelsberg 100m Antenne und die 10 Stationen umfasst des National Radio Astronomy Observatory (NRAO) Very Long Baseline Array (VLBA) am 15., 16. und 20. Mai die VLBI Exploration of Radio Astronomy (VERA) über 17 verschiedene Zeiten im Jahr 2017 das Korean VLBI Network (KVN) über sieben Epochen zwischen März und Dezember das East Asian VLBI Network (EAVN) und das KVN und VERA Array (KaVA) , über 14 Epochen zwischen März und Mai 2017 das VLBA am 5. Mai 2017 das Global Millimeter-VLBI-Array (GMVA) am 30. März 2017 das Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) das Submillimeter Array (SMA) als Teil eines laufenden Überwachungsprogramms. Bei ultravioletten (UV) Wellenlängen beteiligte es sich am Neil Gehrels Swift Observatory (Swift) mit mehreren Beobachtungen zwischen dem 22. März und 20. April 2017 und bei optischen Wellenlängen: Swift und dem Hubble-Weltraumteleskop am 7., 12. und 17. April 2017. ( Die Hubble-Daten wurden aus dem Hubble-Archiv abgerufen, da sie Teil eines unabhängigen Beobachtungsprogramms waren.) Bei Röntgenwellenlängen betrafen sie das Chandra-Röntgenobservatorium am 11. und 14. April 2017 das Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) am April 11 und 14 2017 und Swift. Bei Gammastrahlen-Wellenlängen betraf es Fermi vom 22. März bis 20. April 2017 das High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S), die Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov (MAGIC) Teleskope und das Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS).

Die EHT Multi-wavelength (MWL) Working Group ist ein Kollektiv von Mitgliedern der EHT Collaboration und externen Partnern, die zusammenarbeiten, um eine Breitband-MWL-Abdeckung während EHT-Kampagnen sicherzustellen, um den wissenschaftlichen Output zu maximieren. An der EHT-Kollaboration sind mehr als 300 Forscher aus Afrika, Asien, Europa, Nord- und Südamerika beteiligt. Die internationale Zusammenarbeit arbeitet daran, die detailliertesten Bilder von Schwarzen Löchern zu erfassen, die jemals durch die Entwicklung eines virtuellen erdgroßen Teleskops erhalten wurden. Supported by considerable international investment, the EHT links existing telescopes using novel systems -- creating a fundamentally new instrument with the highest angular resolving power that has yet been achieved.

Die einzelnen beteiligten EHT-Teleskope sind: ALMA, APEX, das IRAM 30-Meter-Teleskop, das James Clerk Maxwell Telescope (JCMT), das Large Millimeter Telescope (LMT), das Submillimeter Array (SMA), das Submillimeter Telescope (SMT) und das Südpolteleskop (SPT). Das Grönland-Teleskop, das Kitt-Peak-Teleskop und NOEMA schlossen sich EHT nach den Beobachtungen von 2017 an.

Partner MWL facilities include: European VLBI Network (EVN) High Sensitivity Array (HSA) VLBI Exploration of Radio Astrometry (VERA) Korea VLBI Network (KVN) East Asian VLBI Network/KVN and VERA Array (EAVN/KaVA) Very Long Baseline Array (VLBA) Global Millimeter VLBI Array (GMVA) Very Large Telescope Interferometer GRAVITY Instrument (VLTI/GRAVITY) Neil Gehrels Swift Observatory (Swift) Hubble Space Telescope (HST) Chandra X-ray Observatory (Chandra) Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) High Throughput X-ray Spectroscopy Mission and X-ray Multi-Mirror Mission (XMM-Newton) Fermi Large Area Space Telescope (Fermi-LAT) High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov Telescopes (MAGIC) and the Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS).

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Bemerkungen:

  1. Arvon

    Ich denke, er ist falsch. Ich kann es beweisen. Schreiben Sie mir in PM, es spricht mit Ihnen.

  2. Bishop

    Gibt es eine andere Möglichkeit?

  3. Kejinn

    Die relevante Antwort

  4. Cofahealh

    nicht viel

  5. Abracham

    ob es Analoga gibt?



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