Es war bereits bekannt, dass kompakte, ultraleichte Jets an supermassiven Schwarzen Löchern in aktiven Galaxien einen beeindruckenden Schlag in Radiowellen liefern. Und jetzt sagt ein internationales Wissenschaftlerteam, dass sie auch energiereiche Gammastrahlen ausstoßen.
In fernen Galaxien befinden sich die supermassiven Schwarzen Löcher, die milliardenfach schwerer als unsere Sonne sind, sich jedoch auf eine Region beschränken, die nicht größer als unser Sonnensystem ist. Die schnell rotierenden Schwarzen Löcher ziehen Sterne, Gas und Staub an und erzeugen riesige Magnetfelder. Die magnetischen Kräfte können einen Teil des einfallenden Gases einfangen und in schmale Strahlen fokussieren, die mit Geschwindigkeiten, die sich der Lichtgeschwindigkeit nähern, vom Kern der Galaxie wegfließen.
Theoretiker und Beobachter rätseln seit Jahrzehnten über die Natur und Zusammensetzung dieser energetischen funkemittierenden Jets und darüber, ob sie auch in anderen Teilen des elektromagnetischen Spektrums strahlen.
Einige Hinweise lieferte das EGRET-Instrument am Teleskop des Compton Gamma Ray Observatory Ende der neunziger Jahre und neuere Entdeckungen der Röntgenemission durch das Chandra Observatory.
Jetzt haben Astronomen aus Deutschland, den USA und Spanien Beobachtungen des hellen Gammastrahlenhimmels mit dem umlaufenden Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop der NASA mit denen des bodengestützten Radioteleskops Very Long Baseline Array in den USA kombiniert, um das zu beobachten Material, das mit enormen Geschwindigkeiten von den Schwarzen Löchern im Herzen sehr abgelegener Galaxien vertrieben wurde. Diese Auswürfe haben die Form schmaler Strahlen in Radioteleskopbildern und scheinen die von Fermi detektierten Gammastrahlen zu erzeugen.
"Diese Objekte sind erstaunlich: Schließlich wissen wir mit Sicherheit, dass die schnellsten, kompaktesten und hellsten Jets, die wir mit Radioteleskopen sehen, diejenigen sind, die das Licht auf die höchsten Energien bringen können", sagte Yuri Kovalev, Humboldt Fellow und Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Radioastronomie.
Es wird nun gezeigt, dass die hellen Gammastrahlenquellen auf Lichtjahresskalen heller, kompakter und schneller sind als die ruhigen Gammastrahlenquellen.
Fermi, früher bekannt als GLAST, ist seit Sommer 2008 in Betrieb. Das Teleskop zeichnet alle paar Stunden ein Bild des gesamten Himmels auf, um die extremsten Umgebungen im Universum zu erkunden, einschließlich Pulsaren und Gammastrahlenausbrüchen sowie Schwarz Löcher in galaktischen Kernen. Gammastrahlenbeobachtungen allein reichen jedoch nicht aus, um den genauen Ort der Strahlung zu bestimmen. Die VLBA dient als Lupe, um die energetischsten Prozesse im fernen Universum zu untersuchen. Viele Objekte, die Fermi als extrem in Gammastrahlen befunden hat, senden gleichzeitig starke Funkemissionen aus.
Das Very Long Baseline Array ist ein kontinentweites System von zehn Radioteleskopantennen, das von Hawaii im Westen bis zu den US-amerikanischen Jungferninseln im Osten reicht. Das 1993 eingeweihte VLBA wird vom US-amerikanischen National Radio Astronomy Observatory betrieben und dient zur Überwachung der hellsten Objekte im Universum mit der höchsten verfügbaren Auflösung in der Astronomie.
Die Arbeit für Astronomen hört hier nicht auf: Das Team ist zu dem Schluss gekommen, dass der Bereich des Jets, der dem Schwarzen Loch am nächsten liegt, zweifellos der Ort ist, an dem die Gammastrahlung und die Radiostrahlen etwa zur gleichen Zeit entstehen. Einige Teile des Puzzles müssen jedoch noch gelöst werden, heißt es: Einige helle Gammastrahlenquellen am Himmel scheinen kein Radio oder optisches Gegenstück zu haben - ihre Natur ist noch völlig unbekannt.
Quelle: Max-Planck-Institut. Über die Ergebnisse wird in zwei Veröffentlichungen in der Ausgabe vom 1. Mai 2009 von berichtetAstrophysical Journal Letters (hier und hier).
Links:
Sehr langes Baseline-Array
VLBA-Überwachung von AGN-Jets: Das MOJAVE-Projekt
Fermi Gammastrahlen-Weltraumteleskop LAT Group
