Das schwarze Loch des Monsters in der Mitte der Milchstraße ist unheimlich ruhig, und jetzt glauben Astronomen zu wissen, warum.
Es sind unsichtbare Magnetfeldlinien umwickelt - Forscher haben dies bereits vermutet. Neue Bilder zeigen jedoch, dass diese unsichtbaren Linien eine Struktur bilden, die sich Lichtjahre über den Raum erstreckt und möglicherweise stark genug ist, um zu verhindern, dass Material in das Schwarze Loch fällt. Und wenn riesige Magnetfelder Material in eine Umlaufbahn stoßen, die außerhalb der Reichweite des Schwarzen Lochs liegt, könnte dies erklären, warum es meistens schlummert. Tatsächlich ist es so dunkel, dass ein Magnetar es am Himmel überstrahlen kann.
"Die Spiralform des Magnetfelds leitet das Gas in eine Umlaufbahn um das Schwarze Loch", sagte C. Darren Dowell, Wissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA und Hauptautor der Studie, in einer Erklärung der NASA. "Dies könnte erklären, warum unser Schwarzes Loch ruhig ist, während andere aktiv sind."
Sobald etwas über den Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs hinausgeht, ist es funktional für immer verschwunden. Der Raum hinter dem Ereignishorizont ist aus unserer Sicht wirklich schwarz. Dort gibt es nichts zu sehen. Aber wie das Bild des Event Horizon Telescope vom supermassiven Schwarzen Loch in der Virgo A-Galaxie in diesem Frühjahr zeigte, ist der Ereignishorizont um ein Schwarzes Loch oft in Wolken aus fallendem Material gehüllt. Und dieses Material bewegt sich so schnell und erzeugt so viel Reibung, dass es scheint. Es erzeugt Lichtshows, die Astronomen von der Erde aus sehen können.
Einige supermassereiche Schwarze Löcher setzen diese Art von Lichtshows die ganze Zeit. Aber Schütze A * ist eine der häufigsten, "ruhenden" Arten von supermassiven Schwarzen Löchern. Die Struktur scheint nicht viel Material zu verschlingen. Und Dowells Team vermutet, dass diese intensiven Magnetfelder der Grund sein könnten.
Um die Magnetfeldlinien abzubilden, richtete ein Forscherteam ein NASA-Infrarot-Teleskop namens SOFIA, das auf der Rückseite eines Boeing 747-Flugzeugs montiert war, auf Schütze A *. Sie haben ihre Ergebnisse noch nicht offiziell veröffentlicht, aber die Forscher präsentierten ihre Ergebnisse auf dem Junitreffen der American Astronomical Society und beschrieben sie in der NASA-Erklärung. SOFIA konnte die unsichtbaren Linien natürlich nicht sehen, aber es konnte die Staubpartikel sehen, die durch diese Linien schwebten. Und die Magnetfeldstruktur führte dazu, dass alle Partikel in eine Richtung zeigten. Diese ausgerichteten Partikel polarisierten wiederum das durch den Staub hindurchtretende Infrarotlicht - ähnlich wie Sonnenbrillen das durch sie hindurchtretende Licht polarisieren können - und ermöglichten es den Forschern, herauszufinden, wo sich die Linien befanden und in welche Richtung sie zeigten.
Astronomen, die nicht an der Forschung beteiligt waren, sagten, die Messung der Magnetfeldlinien sei aufregend, waren jedoch skeptisch, dass diese Linien den Ruhezustand des Schwarzen Lochs vollständig erklären. (Jeder bemerkte auch, dass es schwierig ist, die Arbeit vollständig zu bewerten, bevor das Papier veröffentlicht wird.)
Erin Bonning, eine Astrophysikerin und Schwarzlochforscherin an der Emory University, die nicht an der SOFIA-Arbeit beteiligt war, wies darauf hin, dass das Bild der Magnetfeldlinien einen Durchmesser von etwa 10 Lichtjahren hat, wobei 1 Lichtjahr etwa 5,9 Billionen entspricht 9,5 Billionen Kilometer. Das ist viel breiter als Schütze A * - ein Objekt, das in unser Sonnensystem passen würde - und daher zu groß, um Details in unmittelbarer Nähe des Schwarzen Lochs zu erfassen. In dieser kleineren, näheren Region, sagte sie, würde man erwarten, dass die wichtigsten Ereignisse stattfinden, die Material in ein Schwarzes Loch stoßen - oder das Material in Schach halten -.
"Die Pressemitteilung scheint darauf hinzudeuten, dass das Magnetfeld das Material in eine Umlaufbahn leitet, die das Schwarze Loch" verfehlt ". Dies wäre eine plausible Erklärung für das Fehlen einer starken Akkretion von Sgr A *", schrieb Bonning in einer E-Mail an Live Science.
Sie wies jedoch darauf hin, dass man nicht unbedingt erwarten würde, dass Material auch ohne das Magnetfeld in ein Schwarzes Loch fällt. Die meisten supermassiven Schwarzen Löcher schaffen es nicht, so viel Material aufzunehmen - vielleicht weil sich ein Großteil davon in der Akkretionsscheibe stapelt, die das dunkle kosmische Tier umkreist - und bleiben ziemlich ruhig.
"Sie können sich das so vorstellen: So massiv Sgr A * auch ist, es ist ein physikalisch * winziges * Ziel auf astronomischen Skalen. Damit Materie in die Nähe des Ereignishorizonts fällt, muss sie sich mehr oder weniger bewegen direkt darauf zu ", sagte Bonning.
Das passiert am häufigsten in Galaxien, die kürzlich gewaltsame Fusionen erlebt haben, sagte sie. Aber die Milchstraße hat in letzter Zeit keine solche Fusion durchlaufen.
"Wenn Sie Magnetfelder strukturiert haben, die Lichtjahre vom Schwarzen Loch entfernt sind und stark genug sind, um die Bewegung des Gases zu lenken, kann dies ein zusätzlicher Mechanismus sein, der das Eindringen von Materie in galaktische Zentren verhindert", sagte Bonning.
Das heißt aber nicht, dass das Magnetfeld der Hauptmechanismus ist, der das Schwarze Loch ruhig hält.
Misty Bentz, eine Astrophysikerin an der Georgia State University, die ebenfalls nicht an der Forschung beteiligt war, wies darauf hin, dass selbst wenn Magnetfelder eine wichtige Rolle dabei spielen, Schütze A * ruhig zu halten, dies nicht bedeutet, dass ähnliche Kräfte um leise Supermassive wirken Schwarze Löcher in anderen Galaxien.
"Unsere Galaxie ist etwas Besonderes, weil wir aufgrund unserer Lage viele Eigenschaften und Regionen sehr detailliert untersuchen können", sagte sie. "Andere Galaxien sind jedoch im Allgemeinen zu weit entfernt, um die gleiche Auflösung und Detailgenauigkeit zu erzielen, insbesondere wenn wir über die überfüllten Umgebungen in ihren galaktischen Zentren sprechen."
Und was in der Milchstraße wahr ist, könnte anderswo nicht wahr sein.
"Es kann verschiedene Gründe geben, warum andere Schwarze Löcher nicht fressen, einschließlich Stoßwellen und Winde von Supernova-Explosionen, die das Gas aus dem Galaxienzentrum ausstoßen, oder es könnte einfach nur ein allgemeines Fehlen von Gas im Galaxienzentrum geben." Sagte Bentz.
Simeon Bird, ein Astrophysiker an der University of California in Riverside, der ebenfalls nicht an der Forschung beteiligt war, erklärte gegenüber Live Science: "Magnetfelder können sicherlich erklären, warum einige Schwarze Löcher ruhig sind, während andere aktiv sind", wie Bentz betonte "Alle anderen supermassiven Schwarzen Löcher sind viel weiter entfernt, daher ist es nicht einfach, Magnetfelder um sie herum zu messen."
Wie Bentz interessiert sich Bird für andere Erklärungen, warum Schwarze Löcher ruhig werden.
"Eine andere Möglichkeit, die dazu beitragen könnte, dass Schwarze Löcher ruhig bleiben, besteht darin, dass das Schwarze Loch während einer aktiven Phase das Gas um es herum bis zu einem Punkt erwärmt, an dem es vollständig zerstört wird", sagte er. "Wenn das Schwarze Loch sehr aktiv ist, kann die Energie aus dem Schwarzen Loch das Gas möglicherweise vollständig entfernen und es aus der Galaxie entfernen."
Und sobald das passiert, würde dieses Schwarze Loch wahrscheinlich ruhig werden.
Trotz einiger Skepsis, dass die Magnetfeldlinien vollständig erklären könnten, warum Schütze A * so leise ist - oder dass andere supermassereiche Schwarze Löcher aus demselben Grund leise sind -, nannten Bonning, Bentz und Bird die Studie wichtig und sagten, sie biete Astronomen neue Möglichkeiten Schlüssel zur Erschließung der Geheimnisse des supermassiven Verhaltens von Schwarzen Löchern.
"Jede Entdeckung, wie die Rolle der Magnetfelder um Schütze A *, trägt dazu bei, ein Puzzleteil zu liefern, und mit genügend Puzzleteilen können wir hoffen, die Lebenszyklen der Galaxien und der von ihnen beherbergten Schwarzen Löcher zu verstehen", so Bentz sagte.
Anmerkung des Herausgebers: Aufgrund eines Fehlers im Bearbeitungsprozess wurde in diesem Artikel ursprünglich die Länge eines Lichtjahres falsch angegeben. Tatsächlich dauert es ein Jahr, bis 9,5 Billionen Kilometer (5,9 Billionen Meilen) im luftleeren Raum zurückgelegt sind.
