Meddelande

Mätning av ett svart håls massa demonstrerar potentialen i GRAVITY+

29 januari 2024

Astronomer har för första gången gjort en direkt mätning av massan av ett extremt avlägset svart hål, beläget så långt bort att det har tagit  ljuset 11 miljarder år att nå oss. Forskargruppen, under ledning av Taro Shimizu vid Max Planckinstitutet för extraterrest fysik i Tyskland fann att det svarta hålet, kallat J0920, har en massa 320 miljoner gånger större än solens. Denna märning, som beskrivs i en artikel som publiceras i dag i Nature, har möjliggjorts tack vare GRAVITY+ som är en serie pågående uppgraderingar av ESO:s Very Large Telescope Interferometer (VLTI) och dess GRAVITY-instrument.

 

För att direkt mäta massan hos ett svart hål använder astronomer teleskop för att mäta hur gas och stjärnor rör sig runt det. Ju snabbare rörelsen är, desto mer massa finns inom materialets omloppsbana. Denna teknik har använts för att mäta massan hos närbelägna svarta hål, inklusive det i Vintergatans centrum. På mycket stora avstånd är dock denna rörelse extremt svår att observera. Det betyder att liknande direkta mätningar av massan av avlägsna svarta hål, som ger en inblick i den tidpunkt universums historia när galaxer och svarta hål hastigt växte till, inte har varit möjliga förrän nu.

 

Den direkta mätningen av J0920:s massa kunde göras möjlig endast efter den första serien av uppgraderingar av GRAVITY+. Dessa uppgraderingar har gjort det möjligt för astronomer att observera den svaga, avlägsna gasen runt det svarta hålet med större noggrannhet än någonsin tidigare tack vare en teknik inom interferometrin där interensfransar kan följas i ett stort fält utanför optiska axeln (engelska wide-field, off-axis fringe tracking). Att mäta massan hos J0920 exakt är ett första steg för att förstå hur svarta hål och galaxer smälte samman vid en tidpunkt då universum bara var ett par miljarder år gammalt och galaxer fortfarande bildades. Den nya massmätningen visar att det svarta hålet i J0920 innehåller ungefär fyra gånger mindre massa än förväntat i relation till värdgalaxens massa. Detta indikerar att tillväxten av det svarta hålet har fördröjts i förhållande till utvecklingen av den omgivande galaxen.

 

GRAVITY+ använder interferometri för att kombinera ljuset från de fyra 8 meter stora huvudteleskopen (UT 1–4) som ingår i VLTI. När GRAVITY+ är klar kommer det att utnyttja uppgraderad adaptiv optik som bättre korrigerar den oskärpa som orsakas av jordens atmosfär vilket förbättra kontrasten i observationerna. I GRAVITY+ kommer också en ny laserguidestjärna på vart och ett av UT13 att implementeras. GRAVITY+ kommer också att utnyttja en av de lasrar som för närvarande är installerade på UT4 för att observera svagare och mer avlägsna objekt än vad som är möjligt i dag.

 

Uppgraderingarna av GRAVITY+ implementeras stegvis för att säkerställa att störningarna i VLTI:s vetenskapliga verksamhet minimeras. Det gör det också möjligt för astronomer att kontinuerligt utvärdera prestandan hos GRAVITY+ när dess förbättringar stegvis tas i bruk. samtliga uppgraderingar förväntas vara genomförda 2025. De nya funktionerna kommer att vara tillgängliga för alla nuvarande och framtida VLTI-instrument för de forskare som använder dem.

 

Mer information

 

Forskningsresultaten presenteras i artikeln “A dynamical measurement of the supermassive black hole mass in a quasar 11 billion years ago” tidskriften Nature. Forskarlaget utgörs av R. Abuter (European Southern Observatory, Garching, Tyskland [ESO]), F. Allouche (Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, Frankrike [Lagrange]), A. Amorim (Universidade de Lisboa - Faculdade de Ciências, Portugal and Centro de Astrofísica e Gravitação, IST, Universidade de Lisboa, Portugal [CENTRA]), C. Bailet (Lagrange), A. Berdeu (Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université de Paris, Frankrike [LESIA]), J. P. Berger (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Frankrike [UGA]), P. Berio (Lagrange), A. Bigioli (Institute of Astronomy, KU Leuven, Belgien [KU Leuven]), O. Boebion (Lagrange), M.-L. Bolzer (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Tyskland [MPE], Department of Physics, Technical University Munich, Tyskland [TUM] and Univ. Lyon, ENS de Lyon, CNRS, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Frankrike [CRAL]), H. Bonnet (ESO), G. Bourdarot (MPE), P. Bourget (European Southern Observatory, Chile [ESO Chile]), W. Brandner (Max Planck Institute for Astronomy, Tyskland [MPIA]), Y. Cao (MPE), R. Conzelman (ESO), M. Comin (ESO), Y. Clénet (LESIA), B. Courtney-Barrer (ESO Chile and Research School of Astronomy and Astrophysics, College of Science, Australian National University, Australien [ANU]), R. Davies (MPE), D. Defrère (KU Leuven), A. Delboulbé (UGA), F. Delplancke-Ströbele (ESO), R. Dembet (LESIA), J. Dexter (Department of Astrophysical & Planetary Sciences, JILA, University of Colorado, USA), P. T. de Zeeuw (Leiden University, Nederländerna), A. Drescher (MPE), A. Eckart (Max Planck Institute for Radio Astronomy, Tyskland [MPIfR] and 1st Institute of Physics, University of Cologne, Tyskland [Cologne]), C. Édouard (LESIA), F. Eisenhauer (MPE), M. Fabricius (MPE), H. Feuchtgruber (MPE), G. Finger (MPE), N. M. Förster Schreiber (MPE), P. Garcia (Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto, Portugal [FEUP] and CENTRA), R. Garcia Lopez (School of Physics, University College Dublin, Irland), F. Gao (MPIfR), E. Gendron (LESIA), R. Genzel (MPE and Departments of Physics and Astronomy, University of California, USA), J.P. Gil (ESO Chile), S. Gillessen (MPE), T. Gomes (CENTRA and FEUP), F. Gonté (ESO), C. Gouvret (Lagrange), P. Guajardo (ESO Chile), S. Guieu (IPAG), W. Hackenberg (ESO), N. Haddad (ESO Chile), M. Hartl (MPE), X. Haubois (ESO Chile), F. Haußmann (MPE), G. Heißel (LESIA and Advanced Concepts Team, European Space Agency, TEC-SF, ESTEC, Nederländerna), T. Henning (MPIA), S. Hippler (MPIA), S.F. Hönig (School of Physics & Astronomy, University of Southampton, Storbritannien [Southampton]), M. Horrobin (Cologne), N. Hubin (ESO), E. Jacqmart (Lagrange), L. Jocou (IPAG), A. Kaufer (ESO Chile), P. Kervella (LESIA), J. Kolb (ESO), H. Korhonen (ESO Chile), S. Lacour (ESO and LESIA), S. Lagarde (Lagrange), O. Lai (Lagrange), V. Lapeyrère (LESIA), R. Laugier (KU Leuven), J.-B. Le Bouquin (IPAG), J. Leftley (Lagrange), P. Léna (LESIA), S. Lewis (ESO), D. Liu (MPE), B. Lopez (Lagrange), D. Lutz (MPE), Y. Magnard (IPAG), F. Mang (MPE and TUM), A. Marcotto (Lagrange), D. Maurel (IPAG), A. Mérand (ESO), F. Millour (Lagrange), N. More (MPE), H. Netzer (School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University, Israel [TAU]), H. Nowacki (IPAG), M. Nowak (Institute of Astronomy, University of Cambridge, Storbritannien), S. Oberti (ESO), T. Ott (MPE), L. Pallanca (ESO Chile), T. Paumard (LESIA), K. Perraut (IPAG), G. Perrin (LESIA), R. Petrov (Lagrange), O. Pfuhl (ESO), N. Pourré (IPAG), S. Rabien (MPE), C. Rau (MPE), M. Riquelme (ESO), S. Robbe-Dubois (Lagrange), S. Rochat (IPAG), M. Salman (KU Leuven), J. Sanchez-Bermudez (Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico and MPIA), D.J.D. Santos (MPE), S. Scheithauer (MPIA), M. Schöller (ESO), J. Schubert (MPE), N. Schuhler (ESO Chile), J. Shangguan (MPE), P. Shchekaturov (ESO), T.T. Shimizu (MPE), A. Sevin (LESIA), F. Soulez (CRAL), A. Spang (Lagrange), E. Stadler (IPAG), A. Sternberg (TAU and Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, USA), C. Straubmeier (Cologne), E. Sturm (MPE), C. Sykes (Southampton), L.J. Tacconi (MPE), K.R.W. Tristram (ESO Chile), F. Vincent (LESIA), S. von Fellenberg (MPIfR), S. Uysal (MPE), F. Widmann (MPE), E. Wieprecht (MPE), E. Wiezorrek (MPE), J. Woillez (ESO) och G. Zins (ESO). Uppgraderingarna av GRAVITY+ har designats och konstruerats vid följande institut i samarbete med ESO:

  • Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Max Planck Institute for Astronomy, University of Cologne (Tyskland)
  • Institut National des Sciences de l'Univers, French National Center for Scientific Research, Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble, Laboratoire d’Etudes Spatiales et d’Instrumentation en Astrophysique, Lagrange Laboratory, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon (Frankrike)
  • Instituto Superior Técnico’s Centre for Astrophysics and Gravitation, University of Lisbon, University of Porto (Portugal)
  • University of Southampton (Storbritannien)
  • Katholieke Universiteit Leuven (Belgien)

 

 

Länkar

 

Om meddelandet

ID:ann24002

Bilder

Att väga svarta hål med GRAVITY+
Att väga svarta hål med GRAVITY+
GRAVITY-instrumentet
GRAVITY-instrumentet

Videor

Animering av ljusstrålarnas väg genom GRAVITY
Animering av ljusstrålarnas väg genom GRAVITY

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.