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Donnerstag, 29.09.2016
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Extrem starkes Magnetfeld am Ereignishorizont

Astronomen entdecken ein extrem starkes Magnetfeld am Rand eines Schwarzen Lochs

Magnetisierendes Massemonster: Astronomen haben an einem supermassereichen Schwarzen Loch ein extrem starkes Magnetfeld aufgespürt. Es stellt alle bisher im Zentrum einer Galaxie gemessenen Felder in den Schatten, wie die Forscher im Fachmagazin "Science" berichten. Der neue Fund könnte dabei helfen Struktur und Entstehung von Schwarzen Löchern zu verstehen - und wieso manche Materie ihnen entkommt.
Künstlerische Darstellung eines Schwarzen Lochs

Künstlerische Darstellung eines Schwarzen Lochs

Supermassereiche Schwarze Löcher, oft mit dem Millionen- oder sogar Milliardenfachen der Sonnenmasse, befinden sich im Herzen nahezu aller Galaxien im Universum. Manche dieser Schwarzen Löcher, wie das im Zentrum der Milchstraße, sind wenig aktiv. Andere - sogenannte Quasare - verschlingen gewaltige Mengen an interstellarem Gas, das sie in Form einer Akkretions-Scheibe umgibt.

Magnetfelder als Ursprung der Jets?


Während der größte Teil der Materie vom Schwarzen Loch vertilgt wird, kann ein kleiner Teil entkommen, und wird in Form von zwei stark gebündelten Materiestrahlen, sogenannten Plasma-Jets, in den Weltraum geschleudert. Diese Jets senden starke elektromagnetische Strahlung in verschieden Wellenlängenbereichen aus. Auf welche Weise die Jets entstehen, ist noch nicht ausreichend verstanden, obwohl Forscher den Magnetfeldern nahe dem Ereignishorizont eine entscheidende Rolle in diesem Prozess zuschreiben.

Bisher wurden nur schwache Magnetfelder weit entfernt von Schwarzen Löchern – in mehreren Lichtjahren Abstand – untersucht. Denn nur Licht, das eine Wellenlänge im Millimeterbereich hat, kann aus der Region sehr nahe am Schwarzen Loch entkommen, langwelligere Strahlung wird absorbiert. Das Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) ist in der Lage, diese kurzwellige Strahlung zu detektieren, und damit auch stärkere Magnetfelder, die sich näher an ihrem zugehörigen Schwarzen Loch befinden.


Nur Lichttage vom Ereignishorizont


Mithilfe von ALMA haben Ivan Marti-Vidal vom Onsala Space Observatory in Schweden und seine Kollegen nun Hinweise auf ein weitaus stärkeres Magnetfeld gefunden: in der 68 Tausend Lichtjahre entfernten Galaxie PKS 1830-211. Dieses Magnetfeld ist nur Lichttage vom Schwarzen Loch im Herzen der Galaxie entfernt und befindet sich genau am Austrittspunkt der Plasma-Jets.

Polarisationsdrehung im Magnetfeld

Polarisationsdrehung im Magnetfeld

Das Astronomenteam maß die Stärke des Magnetfeldes, indem es die Polarisation des von dem Schwarzen Loch kommenden Lichts untersuchte. „Wenn sie natürlichen Ursprungs ist, können wir Polarisation dazu verwenden, um Magnetfelder zu vermessen, da Licht seine Polarisation ändert, wenn es durch ein magnetisierendes Medium hindurchgeht", erklärt Marti-Vidal. "

Enorm magnetstark


„Wir haben klare Hinweise auf eine Polarisationsdrehung, die mehr als hundertmal so groß ist, wie die größte Änderung, die zuvor je im Universum gefunden wurde“, berichtet Koautor Sebastien Muller vom Onsala Space Observatory. Wie die Forscher feststellten, muss das Magnetfeld am Schwarzen Loch Dutzende von Gauss stark sein, also mindestens das hundertmal stärker als das der Erde. Damit ist dieses Magnetfeld das stärkste jemals an einem Schwarzen Loch registrierte.

„Diese Erkenntnisse und zukünftige Forschungen werden uns dabei helfen, zu verstehen, was wirklich in der unmittelbaren Umgebung des supermassereichen Schwarzen Lochs vor sich geht“, sagt Muller. Denn sie könnten klären, welche Rolle die Magnetfelder für die Bildung der Hochgeschwindigkeits-Jets aus Plasma spielen, die von aktiven Schwarzen Löchern ausgehen. (Science, 2015; doi: 10.1126/science.aaa1784)
(ESO / Chalmers University of Technology, 17.04.2015 - RPA)
 
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