Persbericht

Astronomen ontdekken sterke spiralende magnetische velden aan de rand van het centrale zwarte gat van de Melkweg

27 maart 2024

Een nieuwe opname van het Event Horizon Telescope (EHT) samenwerkingsverband heeft sterke en geordende magnetische velden aan het licht gebracht die spiraalsgewijs van de rand van het superzware zwarte gat Sagittarius A* (Sgr A*) af komen. Dit nieuwe plaatje van het ‘monster’ in het hart van ons Melkwegstelsel – voor het eerst waargenomen in gepolariseerd licht – laat een magnetische veldstructuur zien die opvallende overeenkomsten vertoont met die van het zwarte gat in het centrum van het sterrenstelsel M87. Dit wijst erop dat alle zwarte gaten sterke magnetische velden hebben. De gelijkenis doet ook vermoeden dat er in Sgr A* een jet schuilgaat. Deze nieuwe bevindingen zijn vandaag gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters.

 

Tijdens wereldwijde persconferenties, onder meer bij de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO), presenteerden wetenschappers in 2022 de eerste opname van Sgr A*. Hoewel het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum, dat zich op ongeveer 27.000 lichtjaar van de aarde bevindt, meer dan duizend keer kleiner en minder massarijk is dan dat van M87 – het allereerste zwarte gat dat in beeld werd gebracht, bleek uit de waarnemingen dat de twee opmerkelijk veel op elkaar lijken. Hierdoor vroegen wetenschappers zich af of zij behalve hun uiterlijk ook andere kenmerken gemeen hadden. Om daar achter te komen, besloot het team om Sgr A* in gepolariseerd licht te bestuderen. Eerdere onderzoeken van het licht rond het zwarte gat in M87 (M87*) hebben laten zien dat de omliggende magnetische velden dit zwarte gat in staat hebben gesteld om krachtige jets van materie terug de ruimte in te schieten. De nieuwe opnamen bouwen hierop voort en laten zien dat hetzelfde mogelijk ook voor Sgr A* geldt.

Wat we nu zien is dat er in de nabijheid van het zwarte gat in het centrum van de Melkweg sterke, verstrengelde en georganiseerde magnetische velden aanwezig zijn,’ zegt Sara Issaoun, NASA Hubble Fellowship Program Einstein Fellow bij het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian in de VS, en medeleider van het project. ‘Samen met het feit dat Sgr A* een opvallend vergelijkbare polarisatiestructuur heeft als die in het veel grotere en krachtigere zwarte gat M87*, hebben we geleerd dat sterke en geordende magnetische velden van cruciaal belang zijn voor de manier waarop zwarte gaten in wisselwerking treden met het gas en de materie in hun omgeving.

Licht is niets anders dan een oscillerende (op en neer gaande) elektromagnetische golf die ons in staat stelt om objecten te zien. Soms oscilleert licht in een voorkeursrichting: we noemen het dan ‘gepolariseerd’. Hoewel overal om ons heen gepolariseerd licht voorkomt, is het menselijk oog niet in staat om dit van ‘normaal’ licht te onderscheiden. In het plasma rond zwarte gaten zorgen deeltjes die rond magnetische veldlijnen wervelen voor een polarisatiepatroon dat loodrecht op het veld staat. Dit biedt astronomen de mogelijkheid om in meer detail te zien wat zich in de omgeving van zwarte gaten afspeelt en hun magnetische veldlijnen in kaart te brengen.

Door gepolariseerd licht van gloeiend heet gas in de buurt van zwarte gaten in beeld te brengen, kunnen we direct de structuur en sterkte afleiden van de magnetische velden die de gas- en materiestroom begeleiden die het zwarte gat voedt en uitstoot,’ zegt Harvard Black Hole Initiative Fellow en projectcoördinator Angelo Ricarte. ‘Gepolariseerd licht leert ons veel meer over de astrofysica, de eigenschappen van het gas en de mechanismen die in werking treden wanneer een zwart gat zich voedt.

Maar het in beeld brengen van zwarte gaten in gepolariseerd licht is niet zo eenvoudig als het opzetten van een gepolariseerde zonnebril – vooral niet bij Sgr A*, die heel snel verandert en als het ware niet stil blijft zitten voor de foto. Voor het vastleggen van dit superzware zwarte gat zijn instrumenten nodig die geavanceerder zijn dan de instrumenten die voor het fotograferen van het veel stabielere object M87* werden gebruikt.

Omdat Sgr A* beweegt terwijl we een foto proberen te maken, kostte het al heel veel moeite om er een ongepolariseerde opname van te construeren,’ aldus EHT-projectwetenschapper Geoffrey Bower van het Institute of Astronomy and Astrophysics van de Academia Sinica in Taiwan, die benadrukt dat deze eerste foto vanwege de beweeglijkheid van SgrA* een gemiddelde van meerdere opnamen was. ‘We waren opgelucht dat gepolariseerde beeldvorming überhaupt mogelijk was. Sommige modellen waren veel te rommelig en turbulent om een gepolariseerd beeld te construeren, maar de natuur was ons gunstig gezind.’

Mariafelicia De Laurentis, plaatsvervangend EHT-projectwetenschapper en hoogleraar aan de Universiteit van Napels Federico II in Italië, zegt: ‘Met een steekproef van twee zwarte gaten – met zeer verschillende massa’s en zeer verschillende moederstelsels – is het belangrijk om te bepalen waarin ze overeenkomen en verschillen. Omdat ze allebei tekenen van sterke magnetische velden vertonen, kan dit erop wijzen dat dit een universele en misschien zelfs fundamentele eigenschap van dit soort objecten is. Een mogelijke overeenkomst tussen deze twee zwarte gaten zou een jet kunnen zijn, maar terwijl we een overduidelijke jet in beeld hebben gebracht bij M87*, hebben we er bij Sgr A* nog geen kunnen vinden.’

Om Sgr A* te kunnen observeren, heeft de EHT-samenwerking acht telescopen over de hele wereld met elkaar verbonden, om een denkbeeldige telescoop ter grootte van de aarde te creëren: de EHT. De Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), waarin ESO partner is, en het door ESO gehoste Atacama Pathfinder Experiment (APEX), beide in het noorden van Chili, maakten deel uit van het netwerk dat de waarnemingen in 2017 heeft verricht.

Als grootste en krachtigste telescoop van de EHT heeft ALMA een sleutelrol gespeeld bij het maken van deze opname.’ zegt María Díaz Trigo, Europees ALMA programmawetenschapper bij ESO. ‘ALMA zal binnenkort een ‘extreme makeover’ ondergaan – de Wideband Sensitivity Upgrade – waardoor hij nog gevoeliger wordt en een fundamentele rol zal blijven spelen bij toekomstige EHT-waarnemingen van Sgr A* en andere zwarte gaten.

De EHT heeft sinds 2017 diverse waarnemingen gedaan en zal Sgr A* in april 2024 opnieuw waarnemen. Naarmate er nieuwe telescopen worden toegevoegd, de bandbreedte wordt vergroot en nieuwe waarnemingsfrequenties worden toegevoegd, zullen de beelden alleen maar beter worden. Met de geplande uitbreidingen voor het komende decennium kunnen hifi-films van Sgr A* worden gemaakt waarop diens verborgen jet te zien zijn en astronomen in staat stellen om vergelijkbare polarisatiekenmerken bij andere zwarte gaten waar te nemen. Als de EHT ondertussen naar de ruimte kan worden uitgebreid, zou dat beelden van zwarte gaten opleveren die scherper zijn dan ooit tevoren.

Meer informatie

 

De resultaten van dit onderzoek zijn te vinden in twee artikelen van de EHT-samenwerking die vandaag in The Astrophysical Journal Letters zijn gepubliceerd: ‘First Sagittarius A* Event Horizon Telescope Results. VII. Polarization of the Ring’ (doi: XXX) en ‘First Sagittarius A* Event Horizon Telescope Results. VIII.: Physical interpretation of the polarized ring’ (doi: XXX). 

Bij de EHT-samenwerking zijn meer dan 300 onderzoekers uit Afrika, Azië, Europa en Noord- en Zuid-Amerika betrokken. De internationale samenwerking werkt aan het vastleggen van de meest gedetailleerde beelden van zwarte gaten ooit door een denkbeeldige telescoop ter grootte van de aarde te creëren. Gesteund door aanzienlijke internationale investeringen verbindt de EHT bestaande telescopen met behulp van geavanceerde systemen en realiseert zo een fundamenteel nieuw instrument met het hoogste hoek-oplossend vermogen dat ooit is bereikt.

De afzonderlijke telescopen die in april 2017, toen de waarnemingen werden uitgevoerd, deel uitmaakten van de EHT waren: de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), het Atacama Pathfinder EXperiment (APEX), de 30-meter telescoop van het Institut de Radioastronomie Millimetrique (IRAM), de James Clerk Maxwell Telescope (JCMT), de Large Millimeter Telescope Alfonso Serrano (LMT), de Submillimeter Array (SMA), de UArizona Submillimeter Telescope (SMT) en de South Pole Telescope (SPT). Sindsdien heeft de EHT nog de Greenland Telescope (GLT), de IRAM NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) en de UArizona 12-meter telescoop op Kitt Peak aan haar netwerk toegevoegd.

Het EHT-consortium bestaat uit dertien belanghebbende instituten: het Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics, de Universiteit van Arizona, de Universiteit van Chicago, de East Asian Observatory, de Goethe-Universität Frankfurt, het Institut de Radioastronomie Millimétrique, de Large Millimeter Telescope, het Max-Planck-Institut für Radioastronomie, het MIT Haystack Observatory, het National Astronomical Observatory of Japan, het Perimeter Institute for Theoretical Physics (Canada), de Radboud Universiteit en het Smithsonian Astrophysical Observatory.

De Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een internationale astronomische faciliteit, is een samenwerkingsverband van ESO, de Amerikaanse National Science Foundation (NSF) en de National Institutes of Natural Sciences (NINS) van Japan, in samenwerking met de Republiek Chili. ALMA wordt gefinancierd door ESO (namens haar lidstaten), door de NSF in samenwerking met de National Research Council of Canada (NRC) en de National Science and Technology Council (NSTC) in Taiwan, en door NINS in samenwerking met de Academia Sinica (AS) in Taiwan en het Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). De bouw en het beheer van ALMA worden geleid door ESO (namens haar lidstaten); door het National Radio Astronomy Observatory (NRAO), dat namens Noord-Amerika wordt bestuurd door de Associated Universities, Inc. (AUI), en namens Oost-Azië door het National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). De overkoepelende leiding en het toezicht op bouw, ingebruikname en beheer van ALMA is in handen van het Joint ALMA Observatory (JAO).

Links

 

Contact

Sara Issaoun
Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian
USA
E-mail: sara.issaoun@cfa.harvard.edu

Angelo Ricarte
Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian
USA
E-mail: angelo.ricarte@cfa.harvard.edu

Geoffrey Bower
EHT Project Scientist
Institute of Astronomy and Astrophysics, Academic Sinica, Taiwan
E-mail: gbower@asiaa.sinica.edu.tw

Mariafelicia De Laurentis
EHT Deputy Project Scientist, University of Naples Federico II
Italy
E-mail: mariafelicia.delaurentis@unina.it

María Diaz Trigo
ALMA Programme Scientist, European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
E-mail: mdiaztri@eso.org

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobiel: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Marieke Baan (Perscontact Nederland)
ESO Science Outreach Network en NOVA Informatie Centrum
Tel: +31(0)20-5257480
E-mail: eson-netherlands@eso.org

Connect with ESO on social media

Dit is een vertaling van ESO-persbericht eso2406.

Over dit bericht

Persberichten nr.:eso2406nl
Naam:Sagittarius A*
Type:Milky Way : Galaxy : Component : Central Black Hole
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array

Afbeeldingen

Een blik op het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum (Sagittarius A*) in gepolariseerd licht
Een blik op het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum (Sagittarius A*) in gepolariseerd licht
M87* en Sgr A* naast elkaar in gepolariseerd licht
M87* en Sgr A* naast elkaar in gepolariseerd licht
De eerste opname van ons zwarte gat
De eerste opname van ons zwarte gat
Opname in gepolariseerd licht van het superzware zwarte gat in M87
Opname in gepolariseerd licht van het superzware zwarte gat in M87
Vergelijking van de afmetingen van de zwarte gaten M87* en Sagittarius A*
Vergelijking van de afmetingen van de zwarte gaten M87* en Sagittarius A*
Locaties van de telescopen die de EHT-array vormen
Locaties van de telescopen die de EHT-array vormen
Overzichtsfoto van het centrum van de Melkweg
Overzichtsfoto van het centrum van de Melkweg
Sagittarius A* in het sterrenbeeld Boogschutter
Sagittarius A* in het sterrenbeeld Boogschutter

Video's

A new view of our black hole | ESO News
A new view of our black hole | ESO News
Alleen in het Engels
Zoom in to view the black hole at the Milky Way centre in a new light
Zoom in to view the black hole at the Milky Way centre in a new light
Alleen in het Engels

Our use of Cookies

We use cookies that are essential for accessing our websites and using our services. We also use cookies to analyse, measure and improve our websites’ performance, to enable content sharing via social media and to display media content hosted on third-party platforms.

You can manage your cookie preferences and find out more by visiting 'Cookie Settings and Policy'.

ESO Cookies Policy


The European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO) is the pre-eminent intergovernmental science and technology organisation in astronomy. It carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities for astronomy.

This Cookies Policy is intended to provide clarity by outlining the cookies used on the ESO public websites, their functions, the options you have for controlling them, and the ways you can contact us for additional details.

What are cookies?

Cookies are small pieces of data stored on your device by websites you visit. They serve various purposes, such as remembering login credentials and preferences and enhance your browsing experience.

Categories of cookies we use

Essential cookies (always active): These cookies are strictly necessary for the proper functioning of our website. Without these cookies, the website cannot operate correctly, and certain services, such as logging in or accessing secure areas, may not be available; because they are essential for the website’s operation, they cannot be disabled.

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
csrftoken
XSRF protection token. We use this cookie to protect against cross-site request forgery attacks.
1st party
Stored
1 year
user_privacy
Your privacy choices. We use this cookie to save your privacy preferences.
1st party
Stored
6 months
_grecaptcha
We use reCAPTCHA to protect our forms against spam and abuse. reCAPTCHA sets a necessary cookie when executed for the purpose of providing its risk analysis. We use www.recaptcha.net instead of www.google.com in order to avoid unnecessary cookies from Google.
3rd party
Stored
6 months

Functional Cookies: These cookies enhance your browsing experience by enabling additional features and personalization, such as remembering your preferences and settings. While not strictly necessary for the website to function, they improve usability and convenience; these cookies are only placed if you provide your consent.

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
Settings
preferred_language
Language settings. We use this cookie to remember your preferred language settings.
1st party
Stored
1 year
ON | OFF
sessionid
ESO Shop. We use this cookie to store your session information on the ESO Shop. This is just an identifier which is used on the server in order to allow you to purchase items in our shop.
1st party
Stored
2 weeks
ON | OFF

Analytics cookies: These cookies collect information about how visitors interact with our website, such as which pages are visited most often and how users navigate the site. This data helps us improve website performance, optimize content, and enhance the user experience; these cookies are only placed if you provide your consent. We use the following analytics cookies.

Matomo Cookies:

This website uses Matomo (formerly Piwik), an open source software which enables the statistical analysis of website visits. Matomo uses cookies (text files) which are saved on your computer and which allow us to analyze how you use our website. The website user information generated by the cookies will only be saved on the servers of our IT Department. We use this information to analyze www.eso.org visits and to prepare reports on website activities. These data will not be disclosed to third parties.

On behalf of ESO, Matomo will use this information for the purpose of evaluating your use of the website, compiling reports on website activity and providing other services relating to website activity and internet usage.

ON | OFF

Matomo cookies settings:

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
Settings
_pk_id
Stores a unique visitor ID.
1st party
Stored
13 months
_pk_ses
Session cookie temporarily stores data for the visit.
1st party
Stored
30 minutes
_pk_ref
Stores attribution information (the referrer that brought the visitor to the website).
1st party
Stored
6 months
_pk_testcookie
Temporary cookie to check if a visitor’s browser supports cookies (set in Internet Explorer only).
1st party
Stored
Temporary cookie that expires almost immediately after being set.

Additional Third-party cookies on ESO websites: some of our pages display content from external providers, e.g. YouTube.

Such third-party services are outside of ESO control and may, at any time, change their terms of service, use of cookies, etc.

YouTube: Some videos on the ESO website are embedded from ESO’s official YouTube channel. We have enabled YouTube’s privacy-enhanced mode, meaning that no cookies are set unless the user actively clicks on the video to play it. Additionally, in this mode, YouTube does not store any personally identifiable cookie data for embedded video playbacks. For more details, please refer to YouTube’s embedding videos information page.

Cookies can also be classified based on the following elements.

Regarding the domain, there are:

  • First-party cookies, set by the website you are currently visiting. They are stored by the same domain that you are browsing and are used to enhance your experience on that site;
  • Third-party cookies, set by a domain other than the one you are currently visiting.

As for their duration, cookies can be:

  • Browser-session cookies, which are deleted when the user closes the browser;
  • Stored cookies, which stay on the user's device for a predetermined period of time.

How to manage cookies

Cookie settings: You can modify your cookie choices for the ESO webpages at any time by clicking on the link Cookie settings at the bottom of any page.

In your browser: If you wish to delete cookies or instruct your browser to delete or block cookies by default, please visit the help pages of your browser:

Please be aware that if you delete or decline cookies, certain functionalities of our website may be not be available and your browsing experience may be affected.

You can set most browsers to prevent any cookies being placed on your device, but you may then have to manually adjust some preferences every time you visit a site/page. And some services and functionalities may not work properly at all (e.g. profile logging-in, shop check out).

Updates to the ESO Cookies Policy

The ESO Cookies Policy may be subject to future updates, which will be made available on this page.

Additional information

For any queries related to cookies, please contact: pdprATesoDOTorg.

As ESO public webpages are managed by our Department of Communication, your questions will be dealt with the support of the said Department.