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Knick im Plasmastrom eines Blazar-Jets
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung der TU Dortmund
astronews.com
12. September 2022
Einem Forschungsteam ist ein bisher einmaliger Blick auf die
Vorgänge in einem aktiven Galaxienkern gelungen. Mithilfe der Daten, die
Teleskope auf der ganzen Welt gesammelt haben, wurde ein lange vermuteter
Prozess im Plasma-Jet des aktiven Galaxienkerns BL Lacertae nachgewiesen. Auch
Schülerinnen und Schüler aus Würzburg waren an der Untersuchung beteiligt.
Blazare sind eine Unterklasse der aktiven
Galaxienkerne.
Bild: NASA / JPL-Caltech / GSFC
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Aktive Galaxienkerne gehören zu den leuchtkräftigsten Objekten im Universum.
Es handelt sich dabei um extrem helle Zentralbereiche von Galaxien, die aus
großen Distanzen beobachtbar sind. Ihre Helligkeit resultiert meist aus den
Vorgängen um ein Schwarzes Loch, auf das Materie aus der Umgebung zustürzt.
Dabei bilden sich manchmal Plasmaströme aus geladenen Teilchen, sogenannte Jets.
Astrophysikerinnen und Astrophysiker erforschen aktive Galaxienkerne und ihre
Jets, da sie vermuten, dass diese Teilchen enorm beschleunigen können und dabei
noch viel höhere Energien erreichen als die größten Teilchenbeschleuniger auf
der Erde.
Eine Unterklasse von aktiven Galaxienkernen sind die sogenannten "Blazare".
Ein bekannter Blazar heißt BL Lacertae: Diese etwa 900 Millionen Lichtjahre
entfernte Galaxie beherbergt ein Schwarzes Loch mit einer Masse, die 170
Millionen Mal größer ist als die unserer Sonne. Bei der Analyse von Daten eines
besonderen Helligkeitsausbruchs von BL Lacertae im Jahr 2020 fiel Astronominnen
und Astronomen auf, dass die Helligkeit außergewöhnlich regelmäßig schwankte.
Diese quasi-periodischen Oszillationen konnten die Forschenden mit einer
Veränderung im Plasma des Jets erklären, einer sogenannten Knick-Instabilität,
die das Magnetfeld beeinflusst. Zu den sichtbaren Helligkeitsfluktuationen kommt
es, da sich die energiereichen Teilchen im Jet durch genau diesen Knick bewegen.
"Die Knick-Instabilität ist von großer Bedeutung für die Untersuchung von
Plasmen. Die Entdeckung im Jet von BL Lacertae ermöglicht nun vollkommen neue
Einblicke in diesen kosmischen Teilchenbeschleuniger", freut sichg Dr. Dominik
Elsässer von der Fakultät Physik der TU Dortmund. Die jetzt publizierte Studie
entstand im Rahmen des Projekts Whole Earth Blazar Telescope, eines
internationalen Konsortiums von Astronominnen und Astronomen, die speziell
Blazare überwachen.
An der Studie waren allerdings nicht nur professionelle Astronomen beteiligt:
Ein Teil der Daten stammt aus einem Kooperationsprojekt zwischen dem Friedrich-Koenig-Gymnasium
in Würzburg, dem Lehrstuhl für Astronomie der Universität Würzburg und der
Fakultät Physik der TU Dortmund. In einem Schülerlabor werden seit zehn Jahren
die Helligkeiten aktiver Galaxienkerne überwacht. Dabei führen die Schülerinnen
und Schüler in über 100 Nächten pro Jahr selbstständig die Messungen durch und
werten auch die Daten eigenständig aus.
Über die Ergebnisse berichtet das Team in einem Fachartikel, der in der
Zeitschrift Nature erschienen ist.
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