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AKTIVE GALAXIENKERNE
Knick im Plasmastrom eines Blazar-Jets
Redaktion / idw / Pressemitteilung der TU Dortmund
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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.

Blazar

Blazare sind eine Unterklasse der aktiven Galaxienkerne. Bild: NASA / JPL-Caltech / GSFC  [Großansicht]

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.

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"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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siehe auch
Blazare: Neutrinofabriken im Weltraum identifiziert - 18. Juli 2022
Fermi: Blazare in Rekordentfernung - 1. Februar 2017
Fermi & WISE: Zahlreiche neue Blazar-Kandidaten - 29. August 2016
Blazare: Schwarze Löcher heizen das Universum - 21. Mai 2012
WISE: Ein Himmel voller Blazare - 13. April 2012
Links im WWW
Technische Universität Dortmund
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