Anzeige
 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 : Forschung : Artikel [ Druckansicht ]

 
MESSIER 87
Galaktischer Jet modelliert
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Frankfurt
astronews.com
5. November 2021

Aus unmittelbarer Nähe des supermassereichen Schwarzen Lochs der Riesengalaxie M 87 wird ein gewaltiger Teilchenstrahl ins All ausgestoßen. Einem internationalen Wissenschaftsteam ist es nun gelungen, ein Modell zur Entstehung dieses Jets zu entwickeln. Die berechneten Bilder stimmen außergewöhnlich gut mit den astronomischen Beobachtungen überein.

M 87

Entlang der magnetischen Feldlinien (gelb-grün dargestellt) werden die Teilchen so stark beschleunigt, dass sie aus der Galaxie M 87 heraus einen Jet von 6000 Lichtjahre Länge bilden. Die Akkretionsscheibe ist rot dargestellt. Bild: Alejandro Cruz-Osorio / Goethe-Universität Frankfurt [Großansicht]

55 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Jungfrau liegt die Galaxie Messier 87 (M 87), eine Riesengalaxie mit 12.000 Kugelsternhaufen, gegen die die 200 Kugelsternhaufen der Milchstraße eher bescheiden wirken. Im Zentrum von M 87 befindet sich ein Schwarzes Loch von 6,5 Milliarden Sonnenmassen. Es ist das erste Schwarze Loch, von dessen "Schatten" es ein Bild gibt, erstellt 2019 von der internationalen Forschungskollaboration Event Horizon Telescope.

Dieses Schwarze Loch (M87*) stößt mit nahezu Lichtgeschwindigkeit einen Plasmastrahl aus, einen sogenannten relativistischen Jet, der 6000 Lichtjahre misst. Die ungeheure Energie für diesen Jet stammt wahrscheinlich aus der Anziehungskraft des Schwarzen Lochs, doch wie genau ein solcher Jet entsteht und was ihn über diese riesige Entfernung hin stabilisiert, ist bisher noch nicht verstanden.

Das Schwarze Loch M87* zieht Materie an, die in einer Ebene um das Schwarze Loch in immer engeren Umlaufbahnen rotiert, bis sie von dem Schwarzen Loch aufgesaugt wird. Aus dem Zentrum dieser spiralförmigen Akkretionsscheibe von M87* wird der Jet ausgestoßen. diese Region modellierten jetzt sehr detailreich theoretische Physiker der Goethe-Universität Frankfurt zusammen mit Wissenschaftlern aus Europa, den USA und China. Dabei nutzten sie ausgefeilte dreidimensionale Supercomputer-Simulationen, die pro Simulation die gewaltige Menge von einer Million CPU-Stunden verschlangen und gleichzeitig die Gleichungen von Albert Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie, James Maxwells Gleichungen zum Elektromagnetismus und Leonhard Eulers Gleichungen zur Strömungsmechanik integrieren mussten.

Das Ergebnis war ein Modell, bei dem die berechneten Werte für Temperaturen, Materiedichten und Magnetfeldern in hohem Maße mit den Werten übereinstimmten, die aus den astronomischen Beobachtungen errechnet wurden. Auf dieser Basis gelang es den Wissenschaftlern, die komplexe Strahlungsbewegung in der gekrümmten Raumzeit im innersten Bereich des Jets zu modellieren und in Bilder des Radiowellenspektrums zu übersetzen. Diese computermodellierten Bilder konnten sie nun mit den Beobachtungen vergleichen, die während der vergangenen drei Jahrzehnte mit zahlreichen Radioteleskopen und Satelliten gemacht wurden.

Anzeige

"Unser theoretisches Modell der elektromagnetischen Emission und der Jet-Morphologie von M 87 stimmt überraschend gut mit den astronomischen Beobachtungen des Jets überein, und zwar im infraroten, im optischen und im Röntgenspektrum", erklärt Dr. Alejandro Cruz-Osorio von der Goethe-Universität Frankfurt. "Daraus folgern wir, dass das supermassive Schwarze Loch M87* wahrscheinlich stark rotiert und dass das Plasma im Jet stark magnetisiert ist, wodurch die Teilchen so stark beschleunigt werden, dass sie diesen Jet über Tausende von Lichtjahren bilden."

"Dass die von uns berechneten Bilder den astronomischen Beobachtungen so nahekommen, ist eine weitere wichtige Bestätigung dafür, dass Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie die genaueste und natürlichste Erklärung für die Existenz supermassereicher schwarzer Löcher im Zentrum von Galaxien ist", unterstreicht Prof. Luciano Rezzolla von der Goethe-Universität Frankfurt. "Zwar lassen unsere Berechnungen immer noch Raum für alternative Erklärungsmodelle, doch durch die Ergebnisse unserer Arbeit wird dieser Raum deutlich kleiner."

 Über ihre Ergebnisse berichtet das Team jetzt in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Nature Astronomy erschienen ist.

Forum
Galaktischer Jet von Messier 87 modelliert. Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
Schwarze Löcher: Das Schwarze Loch von M 87 und die Theorie - 28. Mai 2021
Event Horizon Telescope: Magnetfelder am Rand eines Schwarzen Lochs - 25. März 2021
Nordic Optical Telescope: Der verdrillte Jet von M 87 - 6. Juli 2020
Event Horizon Telescope: Der Schatten des Schwarzen Lochs von M87 - 10. April 2019
Elementarteilchen: Suche nach neuer Neutrinoart - 3. November 2015
Links im WWW
Cruz-Osorio, A. et al. (2021): State-of-the-art energetic and morphological modelling of the launching site of the M87 jet, Nat Astron (arXiv.org Preprint)
Universität Frankfurt
In sozialen Netzwerken empfehlen
 
 
Anzeige
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 | Cookie-Einstellungen
     ^ Copyright Stefan Deiters und/oder Lieferanten 1999-2023. Alle Rechte vorbehalten.  W3C
Diese Website wird auf einem Server in der EU gehostet.

© astronews.com / Stefan Deiters und/oder Lieferanten 1999 - 2020
Alle Rechte vorbehalten. Vervielfältigung nur mit Genehmigung.


URL dieser Seite: https://www.astronews.com:443/news/artikel/2021/11