NASA's Webb bundelt de krachten met Event Horizon Telescope om het superzware zwarte gat van de Melkweg te onthullen

Op geïsoleerde bergtoppen over de hele planeet wachten wetenschappers op het bericht dat vanavond de nacht is. De complexe coördinatie tussen tientallen telescopen op de grond en in de ruimte is compleet, het weer is helder, technische problemen zijn aangepakt - de metaforische sterren zijn uitgelijnd. Het is tijd om naar het superzware zwarte gat in het hart van ons Melkwegstelsel te kijken.

Deze 'planning Sudoku', zoals de astronomen het noemen, gebeurt elke dag van een waarnemingscampagne door de Event Horizon Telescope (EHT) -samenwerking, en ze zullen binnenkort een nieuwe speler hebben om rekening mee te houden; NASA's James Webb Space Telescope zal zich bij de inspanning aansluiten. Tijdens Webb's eerste reeks waarnemingen zullen astronomen zijn infraroodbeeldkracht gebruiken om enkele van de unieke en hardnekkige uitdagingen aan te pakken die worden geboden door het zwarte gat van de Melkweg, genaamd Sagittarius A* (Sgr A*; de asterisk wordt uitgesproken als "ster").

In 2017 gebruikte EHT de gecombineerde beeldkracht van acht radiotelescoopfaciliteiten over de hele planeet om het historische eerste beeld vast te leggen van de regio onmiddellijk rond een superzwaar zwart gat, in het sterrenstelsel M87. Sgr A* is dichterbij maar zwakker dan het zwarte gat van M87, en unieke flikkerende fakkels in het materiaal eromheen veranderen het lichtpatroon elk uur, wat astronomen voor uitdagingen stelt.

"Het superzware zwarte gat van ons melkwegstelsel is het enige waarvan bekend is dat het dit soort affakkeling heeft, en hoewel dat het vastleggen van een afbeelding van de regio erg moeilijk heeft gemaakt, maakt het Sagittarius A* ook wetenschappelijk nog interessanter", zei astronoom Farhad Yusef-Zadeh. , een professor aan de Northwestern University en hoofdonderzoeker van het Webb-programma om Sgr A* te observeren.

De fakkels zijn te wijten aan de tijdelijke maar intense versnelling van deeltjes rond het zwarte gat tot veel hogere energieën, met bijbehorende lichtemissie. Een enorm voordeel van het observeren van Sgr A* met Webb is de mogelijkheid om gelijktijdig en continu gegevens vast te leggen in twee infraroodgolflengten (F210M en F480M), vanaf de locatie van de telescoop voorbij de maan. Webb heeft een ononderbroken zicht en observeert cycli van opflakkering en rust die het EHT-team als referentie kan gebruiken met hun eigen gegevens, wat resulteert in een schoner beeld.

De bron of het mechanisme dat de uitbarstingen van Sgr A* veroorzaakt, is zeer omstreden. Antwoorden op hoe de uitbarstingen van Sgr A* beginnen, pieken en verdwijnen, kunnen verstrekkende gevolgen hebben voor de toekomstige studie van zwarte gaten, evenals voor deeltjes- en plasmafysica, en zelfs voor zonnevlammen.

Zwarte gaten, voorspeld door Albert Einstein als onderdeel van zijn algemene relativiteitstheorie, zijn in zekere zin het tegenovergestelde van wat hun naam aangeeft - in plaats van een leeg gat in de ruimte, zijn zwarte gaten de meest dichte, dicht opeengepakte gebieden van materie die we kennen. Het zwaartekrachtveld van een zwart gat is zo sterk dat het het weefsel van de ruimte om zich heen vervormt, en elk materiaal dat te dichtbij komt, wordt daar voor altijd vastgebonden, samen met al het licht dat het materiaal uitstraalt. Dit is de reden waarom zwarte gaten "zwart" lijken. Elk licht dat door telescopen wordt gedetecteerd, komt niet echt van het zwarte gat zelf, maar van het gebied eromheen. Wetenschappers noemen de ultieme binnenrand van dat licht de gebeurtenishorizon, en daar dankt de EHT-samenwerking zijn naam aan.

Het EHT-beeld van M87 was het eerste directe visuele bewijs dat Einsteins voorspelling voor een zwart gat juist was. Zwarte gaten blijven een proeftuin voor de theorie van Einstein, en wetenschappers hopen dat zorgvuldig geplande multi-golflengteobservaties van Sgr A* door EHT, Webb, X-ray en andere observatoria de foutmarge op algemene relativiteitsberekeningen zullen verkleinen, of misschien wijzen op nieuwe natuurkundegebieden die we momenteel niet begrijpen.