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AKTIVE GALAXIEN
Große und kleine Schwarze Löcher
von Stefan Deiters
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25. Juni 2002

Über drei Jahre lang haben amerikanische Radioastronomen eine ferne aktive Galaxie beobachtet und wurden dabei viermal Zeuge, wie das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum Energie in einem gewaltigen Jet ins All geschossen hat. Die Beobachtungen zeigen, dass diese quasar-ähnlichen aktiven Galaxien in etwa so zu funktionieren scheinen, wie die Mikroquasare in unserer Milchstraße.

3C120

So stellt sich ein Künstler die aktive Galaxie 3C120 vor. Bild:  NRAO/ Cosmovision

Die beobachtete quasar-ähnliche Galaxie ist im Grunde genommen eine vergrößerte Version der so genannten Mikroquasare, die man in unserer Milchstraße beobachten kann. Bei diesen Mikroquasaren handelt es sich um kleine Schwarze Löcher, die etwa die zehnfache Masse unserer Sonne haben. Mit der Bestätigung, dass sowohl um die kleinen als auch um die großen Schwarzen Löcher die selben Vorgänge zu beobachten sind, können die Forscher nun die nahen Mikroquasare in unserer Milchstraße studieren und so auch etwas über die gewaltigen Schwarzen Löcher im Universum lernen.

Die Ergebnisse der Studie, die unlängst im Wissenschaftsmagazin Nature erscheinen sind, basieren auf einer dreijährigen Beobachtungsreihe mit dem Very Long Baseline Array (VLBA) und dem Rossi X-Ray Timing Exporer der NASA. astronews.com berichtete über erste Resultate der Arbeit bereits im Herbst 2000. "Dies ist der erste direkte Hinweis aus Beobachtungen, dass tatsächlich das stimmt, was wir immer vermutet hatten: Die Jets in aktiven Galaxien werden von einer Scheibe aus heißem Gas gespeist, die um das supermassereiche Schwarze Loch kreist - der Akkretionsscheibe", erläutert Alan Marscher vom Institute for Astrophysical Research an der Universität von Boston.

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Bei aktiven Galaxien handelt es sich im entfernte Objekte, deren Zentrum extrem leuchtkräftig ist. Die Leuchtkraft lässt sich, so die Theorie, durch ein Milliarden von Sonnenmassen schweres Schwarzen Loch erklären, das Unmengen von Material verschluckt, das vor dem Verschwinden in das Schwarze Loch noch einmal aufleuchtet. Marscher und seine Kollegen haben nun die erste direkte Verbindung zwischen dem supermassereichen Schwarzen Loch und dem Jet der Galaxie hergestellt.

Das Objekt, das die Forscher studierten, ist die Galaxie 3C120 in 450 Millionen Lichtjahren Entfernung. Die Verbindung zwischen Jet und Schwarzem Loch war zuvor schon in Mikroquasaren nachgewiesen worden, von denen es mehrere in unserer Milchstraße gibt, aber noch nicht in den so genannten aktiven Galaxien. Der Jet von 3C120 besteht aus einem Strom von Teilchen, die senkrecht zur Akkretionsscheibe des Schwarzen Lochs ins All schießen. Bei Mikroquasaren kann man bestimmte Strukturen im Jet im Radiobereich beobachten kurz nachdem die Röntgenstrahlung von der Akkretionsscheibe etwas schwächer wurde - gerade so als wäre die Akkretionsscheibe plötzlich ins Schwarze Loch gestürzt und verschwunden, um so neues Material für den Jet zu liefern.

Die Forscher haben nun das selbe Phänomen bei 3C120 beobachten können: Etwa alle zehn Monate wird die Röntgenstrahlen aussendende Akkretionsscheibe um das zentrale supermassereiche Schwarze Loch plötzlich leuchtschwächer und einen Monat später erscheint ein heller Fleck in der Radioemission des Jets. Mehrer Male haben die Astronomen dieses Wechselspiel beobachtet. "Was wir hier vermutlich sehen ist, dass der innere Teil der Akkretionsscheibe instabil wird und plötzlich in das Schwarze Loch stürzt", erläutert Marscher. "Wir konnten sogar sehen, wann das heiße Gas den Ereignishorizont durchlaufen haben muss. Die Reste der Scheibe werden in den Jet geleitet, was wir dann als hellen Punkt im Radiobereich im Jet sehen können. Nach zehn Monaten hat sich die Akkretionsscheibe wieder mit Material gefüllt, bis wieder etwas den Orbit der Scheibe stört und das Spiel von Neuem beginnt." 

Links im WWW
National Radio Astronomy Observatory
siehe auch
Aktive Galaxien: Das Schicksal einer Gaswolke - 4. Oktober 2000
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