Die Turbulenz der Milchstraße verwischt ferne Quasare und erschwert die Abbildung von Schwarzen Löchern

Ein ferner Blazar machte ein viel näher liegendes Problem sichtbar

Astronomen, die einen rund 10 Milliarden Lichtjahre entfernten Blazar untersuchten, haben festgestellt, dass ein Teil der Verzerrung seines Radiosignals nicht von Material in der Nähe der Quelle stammt, sondern von Turbulenzen innerhalb der Milchstraße selbst. Der Befund gibt Forschern ein klareres Bild davon, wie das interstellare Medium unserer Galaxie Präzisions-Radioobservations stört, einschließlich Versuchen, die Umgebung des zentralen Schwarzen Lochs der Milchstraße abzubilden.

Die Arbeit, über die Forscher des Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian und ihre Partner berichten, konzentriert sich auf den Quasar TXS 2005+403 und wurde in The Astrophysical Journal Letters veröffentlicht.

Zwei Arten von Streuung, schwer voneinander zu trennen

Radiosignale aus fernen aktiven Galaxienkernen können verändert werden, bevor sie die Erde erreichen. Astronomen wissen bereits, dass Plasma in der Nähe einer Quelle diffraktive Streuung erzeugen kann, die das Signal verbreitert und verwischt. Dieser Effekt wurde mit Very-Long-Baseline-Interferometrie, kurz VLBI, untersucht, bei der Beobachtungen von Radioteleskopen kombiniert werden, die Tausende Kilometer voneinander entfernt sind.

Die schwierigere Herausforderung ist refraktive Streuung, eine subtilere Verzerrung, die durch dazwischenliegendes turbulentes Material verursacht wird. In diesem Fall, so die Forscher, fügt das interstellare Medium der Milchstraße feinstrukturierte Unterstrukturen hinzu, die das Signal des fernen Blazars weiter verwischen.

Warum TXS 2005+403 wichtig ist

Der in der Studie verwendete Quasar erwies sich als ungewöhnlich nützlich, weil er hell ist, stark gestreut wird und bereits durch Plasma in Quellennähe verbreitert war. Das macht ihn zu einer guten Sonde, um den zusätzlichen Abdruck der Turbulenz in unserer eigenen Galaxie herauszuarbeiten. Praktisch wird das Objekt zu einem Hintergrund-Leuchtfeuer, mit dem Astronomen kartieren können, was die Milchstraße mit dem durch sie hindurchgehenden Licht anstellt.

Das ist wichtig, weil Beobachtungen kompakter, heller Radioquellen davon abhängen zu verstehen, welcher Teil eines Bildes zur Quelle gehört und welcher Teil durch das Medium zwischen Quelle und Beobachter verschmiert wurde.

Ein besseres Verständnis der Störung durch die Milchstraße

Die Forscher sagen, die Entdeckung zeige genau, wie Turbulenzen im interstellaren Medium Bilder beeinflussen. Das ist besonders wichtig für Arbeiten nahe den Grenzen der Winkelauflösung, wo winzige Verzerrungen erheblich beeinflussen können, was Astronomen zu sehen glauben.

Radio-VLBI bietet bereits die höchste Winkelauflösung in der Astronomie, doch diese Stärke geht mit einer Empfindlichkeit für Ausbreitungseffekte einher. Wenn das Gas und die Turbulenz der Galaxie selbst zusätzliche Unschärfe erzeugen, müssen Astronomen diese sorgfältig modellieren, bevor sie Schlussfolgerungen über extreme Objekte wie Schwarze Löcher, Jets oder kompakte Galaxienkerne ziehen.

Folgen für die Abbildung von Schwarzen Löchern

Eine der praktischen Folgen, die im Quelltext hervorgehoben werden, betrifft zukünftige Bilder des supermassereichen Schwarzen Lochs der Milchstraße. Bemühungen, diese Ansichten zu schärfen, hängen nicht nur von besseren Instrumenten ab, sondern auch von einem besseren Verständnis der Vordergrundverzerrung, die unsere eigene Galaxie verursacht.

In diesem Sinne geht es in der Studie weniger um einen einzelnen exotischen Quasar als um Kalibrierung. Indem Astronomen lernen, wie lokale Turbulenzen einfallende Radiowellen verändern, können sie die Korrekturwerkzeuge verfeinern, die nötig sind, um klarere Bilder ferner und kompakter Phänomene zu gewinnen.

Eine Erinnerung daran, dass Astronomie auch vom Medium handelt

Es ist leicht, Astronomie als Disziplin zu sehen, die sich ausschließlich mit fernen Zielen befasst, doch dieses Ergebnis zeigt, wie oft die entscheidende Variable im Zwischenraum liegt. Licht und Radiowellen kommen nicht unverändert an. Sie tragen den Abdruck jedes Mediums, das sie durchqueren, einschließlich des diffusen und turbulenten Materials, das sich durch die Milchstraße verteilt.

Damit ist das interstellare Medium mehr als nur Kulisse. Es ist ein aktiver Teil des Messproblems und in manchen Fällen selbst eine wertvolle Informationsquelle.

Wie es weitergeht

Während die Radioastronomie zu noch höherer Auflösung und ambitionierterer Abbildung von Schwarzen Löchern voranschreitet, werden Forscher ähnliche Sonden benötigen, um Streuung entlang verschiedener Sichtlinien zu kartieren. Je genauer sie intrinsische Strukturen von galaktischer Verzerrung trennen können, desto sicherer können sie interpretieren, was sie sehen.

Das Ergebnis zu TXS 2005+403 bringt diese Arbeit voran, indem es zeigt, dass die Turbulenz der Milchstraße einen messbaren, direkten Abdruck auf das Licht des Quasars hinterlässt. Für Astronomen ist das sowohl eine Komplikation als auch eine Chance.

Dieser Artikel basiert auf Berichterstattung von Universe Today. Zum Originalartikel.