Schwarze Löcher
Das Innenleben eines Materiestrahls
Strahlungsausbruch liefert überraschende Erkenntnisse - die Strahlung entsteht in größerer Entfernung vom Schwarzen Loch als bislang vermutet.
Supermassive Schwarze Löcher in Galaxienzentren saugen nicht nur Materie auf, sie katapultieren einen Teil dieser Materie in eng gebündelten Materiestrahlen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit wieder ins All hinaus.
Supermassive Schwarze Löcher in Galaxienzentren saugen nicht nur Materie auf, sie katapultieren einen Teil dieser Materie in eng gebündelten Materiestrahlen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit wieder ins All hinaus.
 © Jonathan McKinney, Stanford University |
Vor kurzem durchgeführte Beobachtungen von Blasar-Jets erlauben es Forschern, derzeitige Theorien zur Bildung und Bewegung solcher Jets zu präzisieren. Diese Simulation zeigt ein Schwarzes Loch, das umgebende Materie anzieht (gelb) und Energie in Form von Jetmaterie auswirft (blau und rot). Diese wird durch Magnetfeldlinien (grün) zusammengehalten.
Kombinierte Beobachtungen in mehreren Wellenlängenbereichen haben nun
einen neuen Einblick in die Maschinerie dieser so genannten Jets geliefert.
Zur Überraschung der Astronomen entstehen hochenergetische
Strahlungsausbrüche in den Jets viel weiter vom zentralen Schwarzen Loch
entfernt als bislang vermutet. Die Wissenschaftler präsentieren ihre
Beobachtungsdaten in der aktuellen Ausgabe des Fachblatts "Nature".
"Wir hatten erwartet, dass Gammastrahlen etwa ein bis zwei Lichttage vom
Schwarzen Loch entfernt produziert werden. Nun weisen die Daten aber
eher auf ein Lichtjahr Entfernung hin. Das ist unerwartet und überraschend“,
erläutert Anita Reimer vom Institut für Theoretische Physik der Universität
Innsbruck, eine an den Messungen beteiligte Forscherin. Reimer und ihre
Kollegen hatten im Februar 2009 ein dramatisches Aufleuchten des Kerns
der Galaxie 3C279 sowohl im optischen Licht als auch im Bereich der
energiereichen Gammastrahlung beobachtet.
Während des zwanzigtägigen Gamma-Ausbruchs änderte sich die Polarisation
des optischen Lichts deutlich und kontinuierlich. Das zeitliche Zusammen-
Treffen zeigt nach Ansicht von Reimer und ihren Kollegen, dass das optische
Licht und die Gammastrahlung einen gemeinsamen Ursprung haben. Zusammen
mit der Dauer des Ausbruchs deute dies auf einen relativ großen Abstand des
Ursprungsgebiets der Strahlung vom Schwarzen Loch.
Die gleichmäßige Änderung der Polarisation des optischen Lichts verrät
auch Überraschendes über die Struktur des Jets: Der Materiestrahl folgt
vom Schwarzen Loch aus offenbar einer gekrümmten Bahn. Der neue Einblick
in die Physik von Jets erfordere eine Überarbeitung der theoretischen
Modelle für die Entstehung der Materiestrahlen, so die Astrophysiker.
"Unsere Studie stellt vollkommen neue Anforderungen an magnetische
Jet-Modelle", so Reimer, "Wie muss ein Jet aussehen, der große Mengen an
Energie weit entfernt vom Schwarzen Loch deponiert? Und wo kommt die
Krümmung des Jets ins Spiel?“
Rainer Kayser arbeitet als freier Wissenschaftsjournalist in Hamburg.
einen neuen Einblick in die Maschinerie dieser so genannten Jets geliefert.
Zur Überraschung der Astronomen entstehen hochenergetische
Strahlungsausbrüche in den Jets viel weiter vom zentralen Schwarzen Loch
entfernt als bislang vermutet. Die Wissenschaftler präsentieren ihre
Beobachtungsdaten in der aktuellen Ausgabe des Fachblatts "Nature".
"Wir hatten erwartet, dass Gammastrahlen etwa ein bis zwei Lichttage vom
Schwarzen Loch entfernt produziert werden. Nun weisen die Daten aber
eher auf ein Lichtjahr Entfernung hin. Das ist unerwartet und überraschend“,
erläutert Anita Reimer vom Institut für Theoretische Physik der Universität
Innsbruck, eine an den Messungen beteiligte Forscherin. Reimer und ihre
Kollegen hatten im Februar 2009 ein dramatisches Aufleuchten des Kerns
der Galaxie 3C279 sowohl im optischen Licht als auch im Bereich der
energiereichen Gammastrahlung beobachtet.
Während des zwanzigtägigen Gamma-Ausbruchs änderte sich die Polarisation
des optischen Lichts deutlich und kontinuierlich. Das zeitliche Zusammen-
Treffen zeigt nach Ansicht von Reimer und ihren Kollegen, dass das optische
Licht und die Gammastrahlung einen gemeinsamen Ursprung haben. Zusammen
mit der Dauer des Ausbruchs deute dies auf einen relativ großen Abstand des
Ursprungsgebiets der Strahlung vom Schwarzen Loch.
Die gleichmäßige Änderung der Polarisation des optischen Lichts verrät
auch Überraschendes über die Struktur des Jets: Der Materiestrahl folgt
vom Schwarzen Loch aus offenbar einer gekrümmten Bahn. Der neue Einblick
in die Physik von Jets erfordere eine Überarbeitung der theoretischen
Modelle für die Entstehung der Materiestrahlen, so die Astrophysiker.
"Unsere Studie stellt vollkommen neue Anforderungen an magnetische
Jet-Modelle", so Reimer, "Wie muss ein Jet aussehen, der große Mengen an
Energie weit entfernt vom Schwarzen Loch deponiert? Und wo kommt die
Krümmung des Jets ins Spiel?“
Rainer Kayser arbeitet als freier Wissenschaftsjournalist in Hamburg.
