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NORDIC OPTICAL TELESCOPE
Der verdrillte Jet von M 87
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik
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6. Juli 2020

Messier 87 ist eine rund 55 Millionen Lichtjahre entfernte elliptische Riesengalaxie im Sternbild Jungfrau. Bekannt wurde das System durch die Abbildung des Ereignishorizonts seines zentralen Schwarzen Lochs. Beobachtungen mit dem Nordic Optical Telescope lieferten nun neue Erkenntnisse über den Jet von Messier 87, der mehrere tausend Lichtjahre ins All hinausschießt. 

M 87

Beobachtung der linearen Polarisation des Zentrums (Nucleus) und des Jets von Messier 87.  Bild: A. Fresco/MPE; IAC [Großansicht]

Eine von Alejandra Yrupe Fresco vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik während ihres Aufenthalts am Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) geleitete Studie hat die Jet-Struktur in der Kernregion von M 87, der hellsten Galaxie im Virgo-Haufen, aufgezeigt. Die Beobachtungen wurden Anfang April 2017 aufgenommen, fast zeitgleich mit der Kampagne des Event Horizon Telescope, die das weltberühmte erste Bild des Ereignishorizonts in einem Schwarzen Loch im Kern der Galaxie M 87 lieferte.

Die komplexe Umgebung massereicher Schwarzer Löcher sind Bereiche der Hochenergiephysik, in denen beschleunigte Teilchen entlang der Systemachse kollimiert, also praktisch gebündelt werden. Diese Prozesse führen zur Entstehung eindrucksvoller Jets, die sich über mehrere tausend Lichtjahre und damit weit über die Grenzen ihrer Wirtsgalaxien hinaus erstrecken. Die Polarisation des Lichts enthält wertvolle Informationen über die physikalischen Bedingungen und die Konfiguration des Magnetfeldes in der Nähe des Schwarzen Lochs, wo diese Strahlung emittiert wurde.

Bei der Beobachtung in polarisiertem Licht sieht der Kern von M 87 viel schwächer und weniger polarisiert aus als der ausgedehnte Jet, der einen bemerkenswerten Polarisationsgrad von über 20% erreicht. Dieser Unterschied spiegelt die Komplexität des Kernbereichs wider, in dem die Jet-Struktur bis auf die kleinsten physikalischen Skalen schrumpft.

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"Indem wir den Orientierungswinkel des polarisierten Lichts abbilden, können wir die spiralförmige Struktur der Magnetfeldverteilung im Jet nachzeichnen", erklärt Alejandra Fresco, die zurzeit mit Andrea Merloni (MPE) und Celine Peroux (ESO) ihre Doktorarbeit anfertigt. "Diese Struktur bildet sich normalerweise in Jets aufgrund des Drehimpulses, den das ausgestoßene Material trägt und der die Magnetfeldlinien in Jet-Richtung verdreht.“ Dies zeigt sich in einem charakteristischen Muster, bei dem benachbarte Abschnitte im Jet polarisiertes Licht mit senkrechter Ausrichtung abgeben.

Ein weiteres Ergebnis der Studie ist die geringe Aktivität in der Nähe des Kerns während der Beobachtungen. HST-1, eine berühmte Rekollimationsregion, die während einer Periode verstärkter Aktivität in den Jahren 2005-2007 noch heller als der Kern wurde, ist in den Bildern vom April 2017 kaum zu erkennen. Röntgenbeobachtungen mit dem Chandra-Teleskop während derselben Epoche bestätigen diese Beobachtungen.

Die Studie wurde in Zusammenarbeit mit den IAC-Forschern Juan Antonio Fernández Ontiveros, Almudena Prieto und Jose Antonio Acosta Pulido durchgeführt und war dank der einzigartigen polarimetrischen Fähigkeiten des am Nordic Optical Telescope montierten ALFOSC-Instruments am Roque de los Muchachos-Observatorium in La Palma möglich.

Über die Ergebnisse berichtet das Team in einem Fachartikel in der Zeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

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siehe auch
Event Horizon Telescope: Der Schatten des Schwarzen Lochs von M87 - 10. April 2019
Hubble: Die Bewegung des Jets von M87 - 23. August 2013
M87: Schwarzes Loch massereicher als angenommen - 18. Januar 2011
M87: Neue Einblicke ins Innere der Riesengalaxie - 3. Juli 2009
M87: Masse des Schwarzen Lochs unterschätzt? - 10. Juni 2009
Bild des Tages - 16. September 2008: M87
VLBA: Der zweite Jet von M87 - 8. Oktober 2007
HESS: Blick ins Innere von M87 - 27. Oktober 2006
Chandra: Die Knoten im Jet von M87 - 28. September 2001
Hubble Heritage Projekt: Der Jet von M87 - 6. Juli 2000
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
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