„Überwältigende“ Blase aus heißem Gas, die sich im Zickzack um das supermassereiche Schwarze Loch der Milchstraße bewegt

Astronomen haben Anzeichen eines „Hot Spots“ entdeckt, der Sagittarius A* umkreist, das Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie.

Astronomen haben Anzeichen für einen „Hot Spot“ entdeckt, der Sagittarius A* umkreist[{” attribute=””>black hole at the center of our galaxy, using the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (

The Orbit of the Hot Spot Around Sagittarius A*

This shows a still image of the supermassive black hole Sagittarius A*, as seen by the Event Horizon Collaboration (EHT), with an artist’s illustration indicating where the modeling of the ALMA data predicts the hot spot to be and its orbit around the black hole. Credit: EHT Collaboration, ESO/M. Kornmesser (Acknowledgment: M. Wielgus)

The observations were made with ALMA in the Chilean Andes, during a campaign by the Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration to image black holes. ALMA is — a radio telescope co-owned by the European Southern Observatory (ESO). In April 2017 the EHT linked together eight existing radio telescopes worldwide, including ALMA, resulting in the recently released first-ever image of Sagittarius A*. To calibrate the EHT data, Wielgus and his colleagues, who are members of the EHT Collaboration, used ALMA data recorded simultaneously with the EHT observations of Sagittarius A*. To the research team’s surprise, there were more clues to the nature of the black hole hidden in the ALMA-only measurements.

Mithilfe von ALMA haben Astronomen eine Blase aus heißem Gas gefunden, die mit 30 % Lichtgeschwindigkeit um Sagittarius A*, das Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie, wirbelt.

Zufällig wurden einige der Beobachtungen gemacht, kurz nachdem ein Ausbruch oder Blitz von Röntgenenergie aus dem Zentrum unserer Galaxie emittiert wurde, der von entdeckt wurde[{” attribute=””>NASA’s Chandra X-ray Observatory. These kinds of flares, previously observed with X-ray and infrared telescopes, are thought to be associated with so-called ‘hot spots’, hot gas bubbles that orbit very fast and close to the black hole.

“What is really new and interesting is that such flares were so far only clearly present in X-ray and infrared observations of Sagittarius A*. Here we see for the first time a very strong indication that orbiting hot spots are also present in radio observations,” says Wielgus, who is also affiliated with the Nicolaus Copernicus Astronomical Center, in Warsaw, Poland and the Black Hole Initiative at Harvard University, USA.

Dieses Video zeigt eine Animation eines Hot Spots, einer Blase aus heißem Gas, im Orbit um Sagittarius A*, ein Schwarzes Loch, das vier Millionen Mal massereicher ist als unsere Sonne, das sich im Zentrum unserer Sonne befindet[{” attribute=””>Milky Way. While the black hole (center) has been directly imaged with the Event Horizon Telescope, the gas bubble represented around it has not: its orbit and velocity are inferred from both observations and models. The team who discovered evidence for this hot spot — using the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), in which

Credit: EHT Collaboration, ESO/L. Calçada (Acknowledgment: M. Wielgus)

“Perhaps these hot spots detected at infrared wavelengths are a manifestation of the same physical phenomenon: as infrared-emitting hot spots cool down, they become visible at longer wavelengths, like the ones observed by ALMA and the EHT,” adds Jesse Vos. He is a PhD student at Radboud University, the Netherlands, and was also involved in this study.

The flares were long thought to originate from magnetic interactions in the very hot gas orbiting very close to Sagittarius A*, and the new findings support this idea. “Now we find strong evidence for a magnetic origin of these flares and our observations give us a clue about the geometry of the process. The new data are extremely helpful for building a theoretical interpretation of these events,” says co-author Monika Moscibrodzka from Radboud University.

First Image of Our Black Hole Sagittarius A*

This is the first image of Sgr A*, the supermassive black hole at the center of our galaxy. It’s the first direct visual evidence of the presence of this black hole. It was captured by the Event Horizon Telescope (EHT), an array that linked together eight existing radio observatories across the planet to form a single “Earth-sized” virtual telescope. The telescope is named after the event horizon, the boundary of the black hole beyond which no light can escape. Credit: EHT Collaboration

ALMA allows astronomers to study polarized radio emission from Sagittarius A*, which can be used to unveil the black hole’s magnetic field. The team used these observations together with theoretical models to learn more about the formation of the hot spot and the environment it is embedded in, including the magnetic field around Sagittarius A*. Their research provides stronger constraints on the shape of this magnetic field than previous observations, helping astronomers uncover the nature of our black hole and its surroundings.

Milky Way Central Black Hole Location ALMA

This image shows the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) looking up at the Milky Way as well as the location of Sagittarius A*, the supermassive black hole at our galactic center. Highlighted in the box is the image of Sagittarius A* taken by the Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration. Located in the Atacama Desert in Chile, ALMA is the most sensitive of all the observatories in the EHT array, and ESO is a co-owner of ALMA on behalf of its European Member States. Credit: ESO/José Francisco Salgado (josefrancisco.org), EHT Collaboration

The observations confirm some of the previous discoveries made by the GRAVITY instrument at ESO’s

Milky Way Wide Field View

Wide-field view of the center of the Milky Way. This visible light wide-field view shows the rich star clouds in the constellation of Sagittarius (the Archer) in the direction of the center of our Milky Way galaxy. The entire image is filled with vast numbers of stars — but far more remain hidden behind clouds of dust and are only revealed in infrared images. This view was created from photographs in red and blue light and forming part of the Digitized Sky Survey 2. The field of view is approximately 3.5 degrees x 3.6 degrees. Credit: ESO and Digitized Sky Survey 2. Acknowledgment: Davide De Martin and S. Guisard (www.eso.org/~sguisard)

The team is also hoping to be able to directly observe the orbiting gas clumps with the EHT, to probe ever closer to the black hole and learn more about it. “Hopefully, one day, we will be comfortable saying that we ‘know’ what is going on in Sagittarius A*,” Wielgus concludes.

More information

Reference: “Orbital motion near Sagittarius A* – Constraints from polarimetric ALMA observations” by M. Wielgus, M. Moscibrodzka, J. Vos, Z. Gelles, I. Martí-Vidal, J. Farah, N. Marchili, C. Goddi and H. Messias, 22 September 2022, Astronomy & Astrophysics.
DOI: 10.1051/0004-6361/202244493

The team is composed of M. Wielgus (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Germany [MPIfR]; Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polnische Akademie der Wissenschaften, Polen; Black Hole Initiative an der Harvard University, USA [BHI]), M. Moscibrodzka (Fakultät für Astrophysik, Radboud University, Niederlande). [Radboud]), J. Vos (Radboud), Z. Gelles (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, USA und IHB), I. Martí-Vidal (Universitat de València, Spanien), J. Farah (Las Cumbres Observatory, USA; University of California, Santa Barbara, USA), N. Marchili (ALMA Regional Center of Italy, INAF-Istituto di Radioastronomia, Italien und MPIfR), C. Goddi (Departimento di Fisica, Università degli Studi di Cagliari, Italien und Universidade de São Paulo , Brasilien) und H. Messias (ALMA Joint Observatory, Chile).

Das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), eine internationale astronomische Einrichtung, ist eine Partnerschaft der ESO, der US National Science Foundation (NSF) und der National Institutes of Natural Sciences (NINS) von Japan in Zusammenarbeit mit der Republik Chile. ALMA wird von der ESO im Namen ihrer Mitgliedstaaten, von der NSF in Zusammenarbeit mit dem National Research Council of Canada (NRC) und dem Ministerium für Wissenschaft und Technologie (MOST) und von NINS in Zusammenarbeit mit der Academia Sinica (AS) finanziert Taiwan. und das Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). Bau und Betrieb von ALMA werden von der ESO im Auftrag ihrer Mitgliedstaaten verwaltet; vom National Radio Astronomy Observatory (NRAO), verwaltet von Associated Universities, Inc. (AUI), im Auftrag von Nordamerika; und vom National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) im Auftrag von Ostasien. Das Joint ALMA Observatory (JAO) übernimmt die einheitliche Führung und Verwaltung des Baus, der Inbetriebnahme und des Betriebs von ALMA.

Die Europäische Südsternwarte (ESO) ermöglicht es Wissenschaftlern aus aller Welt, die Geheimnisse des Universums zum Nutzen aller zu entdecken. Wir entwerfen, bauen und betreiben erstklassige bodengebundene Observatorien, die Astronomen nutzen, um interessante Fragen zu beantworten und die Faszination der Astronomie zu verbreiten, und wir fördern die internationale Zusammenarbeit in der Astronomie. ESO wurde 1962 als zwischenstaatliche Organisation gegründet und wird heute von 16 Mitgliedstaaten unterstützt (Österreich, Belgien, Tschechische Republik, Dänemark, Frankreich, Finnland, Deutschland, Irland, Italien, Niederlande, Polen, Portugal, Spanien, Schweden, Schweiz und Großbritannien), zusammen mit dem Gastgeberstaat Chile und mit Australien als strategischem Partner. Der Hauptsitz der ESO und ihr Besucherzentrum und Planetarium, ESO Supernova, befinden sich in der Nähe von München in Deutschland, während die chilenische Atacama-Wüste, ein wunderbarer Ort mit einzigartigen Bedingungen für die Himmelsbeobachtung, die Heimat unserer Teleskope ist. Die ESO betreibt drei Beobachtungsstandorte: La Silla, Paranal und Chajnantor. Am Paranal betreibt die ESO das Very Large Telescope und sein Very Large Telescope Interferometer sowie zwei Durchmusterungsteleskope, VISTA, das im Infrarotbereich arbeitet, und das VLT Survey Telescope für sichtbares Licht. Ebenfalls am Paranal wird die ESO das Cherenkov Telescope Array South, das größte und empfindlichste Gammastrahlen-Observatorium der Welt, beherbergen und betreiben. Zusammen mit internationalen Partnern betreibt die ESO APEX und ALMA in Chajnantor, zwei Einrichtungen, die den Himmel im Millimeter- und Submillimeterbereich beobachten. Am Cerro Armazones in der Nähe des Paranal bauen wir „das größte Auge der Welt, um in den Himmel zu schauen“, das Extremely Large Telescope der ESO. Von unseren Büros in Santiago de Chile aus unterstützen wir unsere Aktivitäten im Land und interagieren mit Partnern und der chilenischen Gesellschaft.

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