De Event Horizon Telescope-samenwerking heeft de gegevens vrijgegeven van 19 telescopen die het superzware gat in het centrum van sterrenstelsel M87 hebben waargenomen in dezelfde periode dat de gegevens voor het eerste beeld van M87* zijn verzameld. De Amsterdamse astrofysicus Sera Markoff is een van de coördinatoren van deze campagne. De data geven niet alleen inzicht in de manier waarop het zwarte gat de activiteit van M87 aandrijft, maar kunnen ook tests van Einsteins Algemene Relativiteitstheorie verbeteren. Het archief is nu toegankelijk voor de wetenschappelijke gemeenschap.
Uit de resultaten blijkt dat de elektromagnetische straling die door materiaal rond het superzware zwarte gat van M87 werd geproduceerd, het laagste niveau had dat ooit is waargenomen. Dit leverde ideale omstandigheden op om de 'schaduw' van het zwarte gat te bestuderen en het licht uit de omgeving van de waarnemingshorizon te isoleren van dat uit gebieden tot op tienduizenden lichtjaren afstand van het zwarte gat. "We wisten dat de eerste directe afbeelding van een zwart gat baanbrekend zou zijn," zegt coauteur Kazuhiro Hada (National Astronomical Observatory of Japan). "Maar om het maximale uit dit opmerkelijke beeld te halen, moesten we zoveel mogelijk te weten komen over het gedrag van het zwarte gat op dat moment. Dat hebben we gedaan door over het hele elektromagnetische spectrum waar te nemen."
De gegevens zijn verzameld door een team van 760 wetenschappers en ingenieurs van bijna 200 instituten, verspreid over 32 landen, en met behulp van telescopen over de hele wereld en in de ruimte. De waarnemingen zijn gedaan van eind maart tot midden april 2017. Elke telescoop leverde andere informatie over het gedrag van het zwarte gat in het centrum van M87, dat 6,5 miljard zonsmassa’s zwaar is en zich bevindt op ongeveer 55 miljoen lichtjaar afstand van de aarde.
"Deze reeks waarnemingen omvat veel van 's werelds beste telescopen," zegt coauteur Juan Carlos Algaba van de Universiteit van Malaya in Kuala Lumpur, Maleisië. "Dit is een prachtig voorbeeld van een mondiale astronomische samenwerking.” "Er zijn meerdere groepen die staan te popelen om te zien of hun modellen overeenkomen met de nieuwe waarnemingen, en we zijn benieuwd hoe de gemeenschap deze openbare dataset gebruikt om ons te helpen de diepe verbanden tussen zwarte gaten en hun jets beter te begrijpen," voegt coauteur Daryl Haggard van de McGill University in Montreal, Canada, toe. De immense zwaartekracht van een superzwaar zwart gat kan deeltjes versnellen die vervolgens met bijna de lichtsnelheid over grote afstanden reizen. M87 produceert licht over het hele elektromagnetische spectrum, van radiogolven tot zichtbaar licht en gammastralen. Voor elk zwart gat is dit patroon anders. Het classificeren van dit patroon geeft inzicht in de eigenschappen van een zwart gat (bijvoorbeeld zijn spin en energie-output), maar de interpretatie hiervan is een uitdaging omdat het variabel is.
De EHT-wetenschappers hebben daarom de hulp ingeroepen van de krachtigste telescopen op de grond en in de ruimte, om het licht over het hele spectrum te verzamelen. Dit is de grootste gelijktijdige waarneemcampagne die ooit is ondernomen voor een superzwaar zwart gat met straalstromen. "Inzicht in de versnelling van de deeltjes is echt van cruciaal belang voor ons begrip van zowel de EHT-foto als de jets, in al hun 'kleuren'," zegt Sera Markoff (Universiteit van Amsterdam). "Deze jets transporteren de energie die door het zwarte gat vrijkomt naar schalen die groter zijn dan het melkwegstelsel, als een enorm elektriciteitssnoer. Onze resultaten zullen ons helpen om de hoeveelheid getransporteerde energie te berekenen, en het effect dat de jets uit het zwarte gat hebben op zijn omgeving."
In april 2019 gaven wetenschappers de eerste afbeelding vrij van een zwart gat in het sterrenstelsel M87, zoals waargenomen met behulp van de Event Horizon Telescope (EHT). De publicatie van deze nieuwe schat aan gegevens valt samen met de waarneemcampagne van de EHT in 2021, waarbij de wereldwijde array van radioschotels voor het eerst sinds 2018 weer geactiveerd is. De campagne van vorig jaar werd geannuleerd vanwege de COVID-19 pandemie, en het jaar daarvoor opgeschort vanwege technische ontwikkelingen. Juist deze week richten EHT-astronomen zich weer zes nachten lang op het superzware zwarte gat in M87, maar ook op het zwarte gat in onze eigen Melkweg (Sagittarius A*) en een aantal verder weg gelegen zwarte gaten. Ten opzichte van 2017 is de array versterkt met nog eens drie radiotelescopen: de Greenland Telescope, de Kitt Peak 12-meter Telescope in Arizona, VS, en de NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) in Frankrijk.
"Met de vrijgave van de nieuwe gegevens, gecombineerd met de hervatting van de waarnemingen en een verbeterde EHT, weten we dat er veel spannende nieuwe resultaten in het verschiet liggen," besluit coauteur Mislav Baloković van Yale University, VS.
Wetenschappelijke artikel
Dit artikel werd geleid door 33 leden van de EHT Multiwavelength Science Working Group, en bevat als coauteurs leden van de volgende samenwerkingsverbanden: de gehele Event Horizon Telescope Collaboration; de Fermi Large Area Telescope Collaboration; de H.E.S.S.-samenwerking; de MAGIC-samenwerking; de VERITAS-samenwerking en de EAVN-samenwerking. De coördinatoren van de EHT Multiwavelength Science Working Group zijn Sera Markoff, Kazuhiro Hada, en Daryl Haggard, die samen met Juan Carlos Algaba en Mislav Baloković ook het werk aan het artikel hebben gecoördineerd.
De EHT Multiwavelength (MWL) Working Group is een samenwerking van leden van de EHT-samenwerking en externe partners die samen zorgen voor dekking over het hele spectrum tijdens EHT-campagnes, met als doel de wetenschappelijke output te maximaliseren. Bij de EHT-samenwerking zijn meer dan 300 onderzoekers uit Afrika, Azië, Europa, en Noord- en Zuid-Amerika betrokken. Binnen Nederland zijn astronomen van de Radboud Universiteit, de Universiteit van Amsterdam, de Universiteit Leiden en JIVE-ERC betrokken bij de EHT, evenals de NOVA-technische submm-groep aan de Rijksuniversiteit Groningen.
De afzonderlijke betrokken EHT-telescopen zijn: ALMA, APEX, de IRAM 30-meter telescoop, de James Clerk Maxwell Telescope (JCMT), de Large Millimeter Telescope (LMT), de Submillimeter Array (SMA), de Submillimeter Telescope (SMT), en de South Pole Telescope (SPT). De Greenland Telescope, de Kitt Peak Telescoop, en NOEMA hebben zich na de waarnemingen van 2017 bij de EHT aangesloten.
Bron: Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA)
