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Kosmologie: Stoßwellen in einem galaktischen Jet

In der Galaxie 3C 264 kollidieren unterschiedlich schnelle Partien eines galaktischen Jets. Dieser Vorgang wurde mit dem Weltraumteleskop Hubble beobachtet.
Der Jet der Radiogalaxie 3C 264 (Augnahmen des Weltraumteleskops Hubble)Laden...

In der rund 300 Millionen Lichtjahre von uns entfernten Galaxie 3C 264 lässt sich ein vom zentralen Schwarzen Loch ausgehender Gasstrahl beobachten, ein so genannter Jet. In ihm bewegen sich die geladenen Teilchen annähernd mit Lichtgeschwindigkeit. Daher werden solche Strukturen als relativistische Jets bezeichnet. Forscher um Eileen T. Meyer vom Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland, konnten mit dem Weltraumteleskop Hubble beobachten, wie sich interne Stoßwellen in diesem Jet ausbreiten.

Der Jet der Galaxie 3C 264 über 20 Jahre hinweg beobachtetLaden...
Der Jet der Galaxie 3C 264 über 20 Jahre hinweg beobachtet | Mit dem Weltraumteleskop Hubble wurde die Entwicklung des Jets der Galaxie 3C 264 über einen Zeitraum von 20 Jahren verfolgt. Der Fleck "B" (rot umrandet) holt über die Jahre hinweg den schwächeren Fleck "C" (rechts) ein. Dabei wird die Region heller, da hier Gasmassen mit hoher Geschwindigkeit aufeinanderprallen, dabei Stoßwellen erzeugen und sich stark aufheizen. Bei diesen Bildern wurde das Leuchten der Galaxie und ihres Kernbereichs rechnerisch abgezogen, um den Jet hervorzuheben.

Die Forscher nutzten dafür Aufnahmen von Hubble, die über einen Zeitraum von 20 Jahren hinweg aufgenommen wurden. Dabei zeigt sich, dass sich ein heller Fleck mit der Bezeichnung "B" scheinbar mit der siebenfachen Geschwindigkeit des Lichts durch den Jet bewegt. Dies ist nur eine scheinbare Geschwindigkeit und kommt durch Projektionseffekte zu Stande, denn natürlich lässt sich die Lichtgeschwindigkeit in unserem Universum nicht überschreiten. Fleck "B" befindet sich näher an der Kernzone der Galaxie als der weiter entfernte Fleck "C". Somit holt "B" den Fleck "C" ein, der sich "nur" mit 1,8-facher Lichtgeschwindigkeit bewegt.

Beim Auftreffen von "B" auf "C" im Jahr 2014 wurden beide Flecken um etwa 40 Prozent heller. Die Flecken bestehen aus heißen Gasen, und bei der Kollision werden Stoßwellen erzeugt, welche die geladenen Partikel weiter aufheizen. Zudem entstehen in dieser Region starke Magnetfelder, die weitere Energie aufnehmen. Dadurch sendet der Jet hochenergetische Strahlung auch im Röntgenbereich aus. Mit diesen Beobachtungen wurde erstmals die Entstehung von internen Stoßwellen in einem galaktischen Jet direkt verfolgt, nachdem sie von den Astrophysikern schon seit Langem vorhergesagt wurden. Weitere Untersuchungen werden es erlauben, die Vorgänge in der Kollisionszone in noch größerem Maß zu verstehen.

21/2015

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 21/2015

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