Home  |  Nachrichten  | Frag astronews.com  | Bild des Tages  |  Kalender  | Glossar  |  Links  | Forum  | Über uns    
astronews.com  
Nachrichten

astronews.com
astronews.com

Der deutschsprachige Onlinedienst für Astronomie, Astrophysik und Raumfahrt

Home  : Nachrichten : Teleskope : Artikel [ Druckansicht ]

 
AKTIVE GALAXIEN
Strahlungsausbrüche in Jets lokalisiert
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie
astronews.com
22. Mai 2014

In aktiven Galaxien verschlingt ein supermassereiches Schwarzes Loch große Mengen an Material. Ein Bruchteil davon wird jedoch in gebündelten Teilchenstrahlen wieder mit hoher Geschwindigkeit ins All geschleudert. In diesen Jets kommt es immer wieder zu starken Strahlungsausbrüchen, doch wo diese genau entstehen, wusste man bislang nicht. Neue Beobachtungen lieferten nun wichtige Hinweise.

Aktive Galaxien

Künstlerische Darstellung der Zentralregion einer aktiven Galaxie. Bild: NASA / JPL-Caltech

Bestimmte Arten von weit entfernten aktiven Galaxien zeigen extreme Phänome in ihrem innersten Bereich. In der Nachbarschaft eines rotierenden supermassereichen Schwarzen Lochs mit einer Masse von mehreren Milliarden Sonnenmassen werden enorme Energiemengen freigesetzt, und das sehr oft in der energiereichsten Strahlungsform, nämlich Gammaphotonen im Mega- oder sogar Gigaelektronenvolt-Bereich.

Derartige Energiemengen können nur dadurch erzeugt werden, dass das Schwarze Loch sozusagen mit Sternen aus der Umgebung, mit Gas und Staub "gefüttert" wird. Die Materie bewegt sich innerhalb einer Scheibe, der sogenannten Akkretionsscheibe, auf spiralförmigen Bahnen in Richtung des zentralen Schwarzen Lochs, wobei ein Teil des einfallenden Gases durch starke Magnetfelder gebündelt in zwei energiereichen Plasmajets senkrecht zur Akkretionsscheibe fast bis auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt wird und aus dem Zentrum herausschießt.

Ein Teil der damit verbundenen physikalischen Prozesse ist immer noch nicht im Detail verstanden, wie etwa die Produktion der hochenergetischen Gammaphotonen und der Ort ihrer Entstehung oder der Ursprung starker Strahlungsausbrüche in diesen Galaxien, die entlang des gesamten elektromagnetischen Spektrums beobachtet werden. Neue Instrumente sowie Beobachtungsprogramme, mit denen eine korrelierte Beobachtung von unterschiedlichen Wellenlängen- oder Energiebereichen im Spektrum möglich wird, haben jetzt neue Einsichten in die extreme Physik dieser aktiven Galaxienkerne ermöglicht.

Werbung

Dies geschah im Rahmen des F-GAMMA-Programms (Fermi-GST AGN Multi-frequency Monitoring Alliance), bei dem drei Weltklasse-Teleskope in ihrem jeweiligen Frequenzbereich kombiniert wurden: das 100-Meter-Radioteleskop Effelsberg, das 30-Meter-IRAM-Teleskop auf dem Pico Veleta in Spanien und das 12-Meter-APEX-Teleskop in Chile. Dies erlaubte die gleichzeitige Untersuchung von elf unterschiedlichen Radiofrequenzbändern.

Das Forscherteam war damit in der Lage, die regelmäßig auftretenden Strahlungsausbrüche von insgesamt 60 leuchtkräftigen aktiven Galaxien über viele Jahre hinweg systematisch zu überwachen. "Seit dem Einsatz des EGRET-Detektors an Bord des Compton-Gammastrahlensatelliten in den 1990er Jahren wurde diskutiert, ob die beobachteten Radiostrahlungsausbrüche in einer physikalischen Verbindung mit den ähnlich erscheinenden Gammastrahlenausbrüchen stehen", erinnert sich Anton Zensus, Direktor am Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) und Fermi-assoziierter Wissenschaftler. "Mit unserer systematischen Kombination von Radiodaten aus dem F-GAMMA-Programm und Beobachtungsdaten mit dem Fermi-Gammastrahlensatelliten sowie speziellen Analysetechniken können wir es jetzt endlich bestätigen!"

Zusätzlich zu den Radiodaten im Rahmen des F-GAMMA-Programms hatten die Forscher Hochenergiedaten von dem 2008 gestarteten Fermi–Gammastrahlen-Weltraumteleskop der NASA zur Verfügung und nutzten neue statistische Methoden, um eine Vielzahl von Strahlungsausbrüchen in beiden Wellenlängenbereichen aufzuaddieren.

"Es war schon aufregend, zu sehen, wie das statistische Rauschen in unseren gemittelten Daten runterging, und die Korrelation zwischen Radio- und Gammabereich immer deutlicher sichtbar wurde", erklärt Stefan Larsson von der Universität Stockholm in Schweden. "Das zeigt letztendlich, das es eine signifikante Verbindung zwischen beiden gibt, die sogar für die unterschiedlichen Radiofrequenzen bestehen bleibt."

Die Studie zeigt auch, dass die Ausbrüche im Radiobereich zeitlich später im Teleskop zu sehen waren als die entsprechenden Ausbrüche im Gammabereich, wobei die mittleren Verzögerungen zwischen etwa 10 und 80 Tagen liegen. "Wir können außerdem zum ersten Mal sehen, dass die Verzögerungen im Radiobereich zu höheren Frequenzen hin immer kleiner werden", fügt Emmanouil Angelakis vom MPIfR hinzu. "Da wir bei höheren Radiofrequenzen immer tiefer in den Jet schauen, ist somit klar, dass die Photonen der Gammastrahlung tatsächlich aus dem allerinnersten Bereich des Jets kommen."

Mit Hilfe der gemessenen Zeitverzögerungen war das Team schließlich in der Lage, Abstände von weniger als einigen 10 Lichtjahren zwischen den Regionen im Jet abzuschätzen, in denen die Radio- bzw. Gammastrahlungsausbrüche stattfinden.

"Auf der Basis unserer Verzögerungsmessungen können wir für die Galaxie 3C 454.3, eine der hellsten Gammastrahlungsquellen am Himmel, sogar abschätzen, wie weit von dem zentralen Schwarzen Loch selbst die meisten der Gammaphotonen erzeugt werden. Wir sprechen dabei über einen Abstand von nur wenigen Lichtjahren - das ist sehr nahe zum Fußpunkt des Jets und zum Zentralobjekt", berichtet Lars Fuhrmann vom MPIfR, der die Untersuchung leitete. "Das hat schwerwiegende Auswirkungen auf die physikalischen Prozesse, durch die die Gammaphotonen erzeugt werden", fügt er hinzu.

Über ihre Ergebnisse berichten die Wissenschaftler jetzt in der Fachzeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Forum
Strahlungsausbrüche in Jets aktiver Galaxien lokalisiert. Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
ALMA: Detaillierter Blick auf mysteriöse Jets - 16. Oktober 2013
Hubble: Die Bewegung des Jets von M87 - 23. August 2013
Radioastronomie: Die Jets von Centaurus A - 20. Mai 2011
Kosmische Jets: Überraschendes Innenleben eines Jets - 18. Februar 2010
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
In sozialen Netzwerken empfehlen
 
 
Werbung
Werbung
astronews.com 
Nachrichten Forschung | Raumfahrt | Sonnensystem | Teleskope | Amateurastronomie
Übersicht | Alle Schlagzeilen des Monats | Missionen | Archiv
Weitere Angebote Frag astronews.com | Forum | Bild des Tages | Newsletter
Kalender Sternenhimmel | Startrampe | Fernsehsendungen | Veranstaltungen
Nachschlagen AstroGlossar | AstroLinks
Info RSS-Feeds | Soziale Netzwerke | astronews.com ist mir was wert | Werbung | Kontakt | Suche
Impressum | Nutzungsbedingungen | Datenschutzerklärung
     ^ Copyright Stefan Deiters und/oder Lieferanten 1999-2017. Alle Rechte vorbehalten.  W3C

© astronews.com / Stefan Deiters und/oder Lieferanten 1999 - 2017
Alle Rechte vorbehalten. Vervielfältigung nur mit Genehmigung.


URL dieser Seite: http://www.astronews.com/news/artikel/2014/05