Direkt zum Inhalt

Schwarze Löcher: Starke Magnetfelder in unmittelbarer Nähe zu Schwarzem Loch beobachtet

Mit den Submillimeterteleskopen von ALMA wurden erstmals starke Magnetfelder am Fußpunkt eines Jets eines massereichen Schwarzen Lochs in einer fernen Galaxie nachgewiesen.
Ein extrem massereiches Schwarzes Loch (Computergrafik)

Aktive galaktische Kerne, im Fachjargon AGN (für englisch: active galactic nuclei), sind für einige der energiereichsten Phänomene im Universum verantwortlich. Ihre Energie beziehen sie aus extrem massereichen Schwarzen Löchern in ihren Zentren, die von einer rotierenden dichten Scheibe aus Gas und Staub umgeben sind. Aus dieser fällt ständig Materie in das Schwarze Loch ein. Ein geringer Teil dieser Materie entgeht dem Schicksal jedoch, auf Nimmerwiedersehen im Schwarzen Loch zu verschwinden, und wird in Form von zwei Gasstrahlen, den so genannten Jets, in Richtung der Pole des Schwarzen Lochs ausgestoßen. In ihnen bewegt sich die Materie mit relativistischen Geschwindigkeiten, also nahe der Lichtgeschwindigkeit von 300 000 Kilometer pro Sekunde.

Der Jet eines Schwarzen Lochs (künstlerische Darstellung)
Der Jet eines Schwarzen Lochs | In den Zentren der meisten Galaxien befindet sich ein extrem massereiches Schwarzes Loch (künstlerische Darstellung). Dieses ist von einer strahlend hellen Akkretionsscheibe aus sehr heißer, einfallender Materie und einem Staubtorus weiter außen umgeben. Häufig sind auch Hochgeschwindigkeitsjets vorhanden, die Material von den Polen des Schwarzen Lochs ausstoßen und sich über riesige Entfernungen in den Weltraum erstrecken.

Schon seit Langem vermuten die Astrophysiker, dass an der Erzeugung der Jets Magnetfelder beteiligt sein müssen, allerdings sind die genauen Mechanismen der Jet-Entstehung nach wie vor unsicher. Forscher um Ivan Marti-Vidal vom schwedischen Onsala Space Observatory untersuchten das Objekt AGN PKS 1830-211 mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array ALMA in Chile nun genauer und stellten fest, dass es am Fußpunkt des zur Erde gerichteten Jets in unmittelbarer Nähe zum Schwarzen Loch starke Magnetfelder gibt. Sie zeigen sich in den Messdaten von ALMA, die bei einer Wellenlänge von 0,3 Millimetern aufgenommen wurden, als so genannte Faraday-Rotation.

Dabei dreht die Einwirkung von Magnetfeldern die Schwingungsrichtung von polarisiertem Licht in Abhängigkeit von der Feldstärke und der Dichte des durchdrungenen Mediums, in diesem Fall ionisiertes Gas. Die Forscher um Marti-Vidal gehen von Magnetfeldern mit Feldstärken von mehreren 10 Gauß aus (Erde: 0,3 bis 0,6 Gauß), die sich im Abstand von wenigen Lichttagen (0,03 Lichtjahren) zum Ereignishorizont des Schwarzen Lochs befinden. Damit gelang es mit ALMA erstmals in die unmittelbare Nähe der Entstehungszone eines relativistischen Jets zu blicken. Alle bisherigen Untersuchungen erfolgten bei wesentlich größeren Wellenlängen und konnten nicht in diese Regionen hineinsehen, da diese Strahlung im Umfeld absorbiert wird.

AGN PKS 1830-211 ist eine weit entfernte Galaxie mit einer Rotverschiebung von z = 2,5. Ihr Licht erreicht uns aus einer Zeit, als das Universum nur etwa ein Fünftel seines heutigen Alters hatte. Wir sehen die Galaxie nur deshalb, weil sie durch eine wesentlich näher im Vordergrund befindliche Galaxie über den Gravitationslinseneffekt verstärkt wird. Dieses natürliche Teleskop hat allerdings eine schlechte Abbildungsqualität und erzeugt zwei Bilder der Galaxie am Himmel. Aus den Unterschieden dieser beiden Bilder ließen sich im polarisierten Licht dann Informationen über die Magnetfelder im unmittelbaren Umfeld des Schwarzen Lochs ableiten.

Lesermeinung

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Leserzuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Leserzuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmer sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Lesermeinungen können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

Partnervideos