Neue Erkenntnisse über die mächtigsten Monster des Universums Schwarze Löcher: Rätsel um Jets gelöst - scinexx | Das Wissensmagazin
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Schwarze Löcher: Rätsel um Jets gelöst

Neue Erkenntnisse über die mächtigsten Monster des Universums

Der Himmel im Gammastrahlungsbereich, aufgenommen vom Satelliten-Observatorium Fermi (Hintergrund). Die eingesetzten Bilder zeigen Aufnahmen der Jets von ausgewählten aktiven Galaxienkernen im Radiobereich. © Matthias Kadler, NASA/DOE/Fermi LAT Team

Schwarze Löcher können nicht nur mit schier unerschöpflichem Hunger Materie in sich aufsaugen, sondern sie auch mit hoher Energie von sich wegschleudern – in Form stark gebündelter Materieströme, so genannter Jets. Diese Jets erreichen nahezu Lichtgeschwindigkeit und gelten als die energiereichsten Objekte im Universum. Ein internationales Astronomen-Team hat nun herausgefunden, dass die Schwarzen Löcher mit den gewaltigsten und schnellsten Jets auch die stärkste Gammastrahlung aussenden.

Die Forschungsergebnisse des MOJAVE-Projekts – Monitoring Of Jets in Active galactic nuclei with VLBA Experiments – haben die Forscher um Professor Matthew Lister, Purdue-Universität, USA, Yuri Kovalev, Max-Planck-Institut für Radioastronomie Bonn, und Matthias Kadler von der Dr. Remeis-Sternwarte bzw. vom Erlangen Centre for Astroparticle Physics (ECAP) der Universität Erlangen-Nürnberg in der Fachzeitschrift „Astrophysical Journal Letters“ veröffentlicht.

Radioteleskop als Vergrößerungsglas

Für ihre Untersuchungen kombinierten die Wissenschaftler erstmals zwei der modernsten astronomischen Instrumente der Welt und erhielten Bilder in bisher nie da gewesener Qualität: Die Forscher werteten zum Einen die kürzlich veröffentlichten ersten Ergebnisse des Fermi-Large Area Telescope der NASA aus. Das Teleskop nimmt mehrmals täglich Bilder des gesamten Himmels auf, um außergewöhnliche und oft schnell veränderliche Phänomene des Universums zu erforschen, wie beispielsweise Pulsare oder den Ausbruch von Schwarzen Löchern und anderer Gammastrahlungsquellen.

Mit dem VLBA-Radioteleskop – Very Long Baseline Array -, einem System aus zehn Radioteleskopen auf dem nordamerikanischen Kontinent, beobachteten die Astronomen vom MOJAVE-Team zum Anderen die Radiostrahlung der in diesem Wellenbereich hell leuchtenden Jets. Das VLBA macht es möglich, die hellsten Objekte des Universums mit höchstmöglicher Auflösung zu betrachten.

„Das Radioteleskop wirkt wie ein Vergrößerungsglas. Unter ihm erscheinen die Details dieser energiereichen Ereignisse in entfernten Galaxien so, als würden sie sich in unserer unmittelbaren kosmischen Nachbarschaft abspielen“, erklärt Kadler.

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Lichtschnelle Gasströme aus den Zentren der Galaxien

Die Forscher beobachteten Schwarze Löcher, die sich in den Kerngebieten entfernter aktiver Galaxien befinden und etwa eine Milliarde Mal schwerer sind als unsere Sonne. Aufgrund ihrer großen Masse üben sie einen starken Einfluss auf ihre Umgebung aus und ziehen Sterne, Gas und Staub an. So bauen die Schwarzen Löcher ein großes magnetisches Feld auf, das das Gas einschließt und zu einem beinahe lichtschnellen Jet bündelt.

Das Forscherteam identifizierte die Entstehungsregion der Jets nahe der Schwarzen Löcher zweifelsfrei als den Ursprung sowohl von Radio- als auch von Gammastrahlung. Wie sich zeigt, senden Jets in Schwarzen Löchern mit besonders starker Gammastrahlung auch mehr Radiostrahlen aus, sind kompakter und schneller als in Quellen ohne nachweisbare Gammastrahlung.

Universales Rätsel noch nicht gelöst

Astronomen versuchen schon seit Jahrzehnten, den Aufbau und die Zusammensetzung dieser energiegeladenen Jets zu entschlüsseln. Die neu gewonnenen Erkenntnisse helfen nun zu verstehen, wie diese extremsten und energiereichsten Prozesse im Universum ablaufen.

Trotzdem müssen noch weitere Teile des universalen Rätsels gelöst werden: Mit dem Fermi-Teleskop wurden auch Quellen starker Gammastrahlung am Himmel gefunden, die weder Radiowellen noch sichtbares Licht ausstrahlen und deren Natur noch völlig ungeklärt ist.

Der gemeinsame Blick durch Fermi und das VLBA auf das Universum, ermutigt die Astronomen jedoch, weitere faszinierende Rätsel zu erforschen und lässt neue aufregende Entdeckungen erwarten.

(idw – Universität Erlangen-Nürnberg, 24.04.2009 – DLO)

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