Teilchen, die aus einem Supermassivkörper herausgeschleudert werden schwarzes Loch Laut einer neuen Studie scheinen sich die Jets nahezu mit Lichtgeschwindigkeit fortzubewegen – viel schneller, als Wissenschaftler sie zuvor gemessen hatten.
Während die meisten Beobachtungen von Schwarzen Löchern in Raum Mit Radioteleskopen werden ein Forschungsteam eingesetzt NASAs Chandra-Röntgenobservatorium, um ihre Jets in einem neuen Licht zu untersuchen – im wahrsten Sinne des Wortes. Was sie mit dem Röntgenteleskop fanden, war überraschend.
„Wir haben einen neuen Ansatz zur Untersuchung von Jets gezeigt, und ich denke, es gibt noch viel Interessantes zu tun“, sagte David Bogensberger, Hauptautor der Studie eine Aussage.
In einem zusammengesetzten Bild des supermassereichen Schwarzen Lochs im Zentrum der Centaurus-A-Galaxie sind Jets zu sehen, die von der Akkretionsscheibe in entgegengesetzte Richtungen austreten.
Bildnachweis: ESO / WFI / MPIfR / ESO / APEX / A.Weiss et al. / NASA / CXC / CfA /R.Kraft et al.
Schwarze Löcher waren kaum mehr als eine Theorie vor 50 Jahren – eine verrückte mathematische Lösung für ein physikalisches Problem – und selbst Spitzenastronomen auf ihrem Gebiet waren nicht ganz davon überzeugt, dass sie existierten.
Heutzutage sind supermassereiche Schwarze Löcher nicht nur wissenschaftlich anerkannt, sie bekommen auch ihre eigene Bilder gemacht durch eine Ansammlung riesiger, synchronisierter Radioschüsseln auf der Erde. Supermassereiche Schwarze Löchermillionen- bis milliardenfach massiver als die SonneEs wird angenommen, dass sie im Zentrum lauern praktisch alle großen Galaxien.
Was wir wissen ist Folgendes: In ein Schwarzes Loch zu fallen ist automatisch ein Todesurteil. Alle kosmischen Dinge, die zu nahe kommen, erreichen einen Punkt, an dem es kein Zurück mehr gibt. Aber Wissenschaftler haben etwas Seltsames am Rand der Akkretionsscheiben von Schwarzen Löchern beobachtet, dem Ring aus schnell rotierendem Material um das Loch herum, wie der Wasserwirbel um den Abfluss einer Badewanne: Eine winzige Menge davon kann plötzlich umgeleitet werden.
Zerstörbare Lichtgeschwindigkeit
Dabei können hochenergetische Teilchen nach außen geschleudert werden ein paar JetsSie schießen in entgegengesetzte Richtungen, obwohl die Astronomen noch nicht genau herausgefunden haben, wie sie funktionieren. Jets geben auffällige Radioemissionen ab, es wurde aber auch beobachtet, dass sie im Röntgenbereich überraschend hell sind.
Die NASA-Raumsonde Chandra X-ray Observatory wurde 1999 gestartet.
Bildnachweis: Illustration des Marshall Space Flight Center der NASA
Also beschloss Bogensberger, ein Postdoktorand an der University of Michigan, das Schwarze Loch im Zentrum zu untersuchen Centaurus AEine der hellsten Galaxien am Himmel, etwa 12 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt, im Röntgenbereich. Zur Veranschaulichung: Ein Lichtjahr entspricht fast 6 Billionen Meilen.
Anhand von Daten, die das Weltraumobservatorium bereits zwischen 2000 und 2022 erfasst hatte, entwickelte Bogensberger einen Computeralgorithmus, um helle Klumpen innerhalb der Jets zu verfolgen, die Astronomen Knoten nennen. Das Verfolgen von Knoten während eines festgelegten Zeitraums ist eine Möglichkeit, die Geschwindigkeit zu messen.
Nachdem das Team einen bestimmten Knoten verfolgt hatte, stellte es fest, dass dieser sich mit mindestens 94 Prozent der Lichtgeschwindigkeit fortbewegte. Das war deutlich schneller als das, was Wissenschaftler bei Radiowellen gesehen hatten, mit einem Knoten aus demselben Jet des Schwarzen Lochs, der sich mit 80 Prozent der Lichtgeschwindigkeit bewegte. Der Papier wurde veröffentlicht in Das Astrophysikalische Journal.
Das Team entdeckte nicht nur schnellere Klumpen im Röntgenband, sondern die Daten zeigten auch, dass die schnellsten Knoten nicht diejenigen waren, die dem Schwarzen Loch am nächsten waren, wie dies bei Radiowellen der Fall war. Stattdessen waren die Knoten in der Mitte der Jets die schnellsten Knoten.
Was bedeutet das alles? Die Antwort ist derzeit ein großes Achselzucken-Emoji, aber Bogensberger beabsichtigt, seine Methode zu nutzen, um mehr Daten zu sammeln, indem er die Jets anderer supermassereicher Schwarzer Löcher beobachtet.
„Ein Schlüssel zum Verständnis dessen, was im Jet vor sich geht, könnte darin liegen, zu verstehen, wie unterschiedliche Wellenlängenbänder unterschiedliche Teile der Umgebung verfolgen“, sagte er. „Jetzt haben wir diese Möglichkeit.“
