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Das Geheimnis von Blazar PKS 1424+240
Redaktion
/ Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie
astronews.com
13. August 2025
Ein beeindruckendes neues Bild eines kosmischen Jets hat
dabei geholfen, das Geheimnis hinter der ungewöhnlich hellen Aussendung
hochenergetischer Gammastrahlung und Neutrinos aus dem Blazar PKS 1424+240 zu
lüften. Es ist das Ergebnis von ultrapräzisen Radiobeobachtungen mit dem
Very Long Baseline Array über 15 Jahre.
Ein Plasmastrahl im Blazar PKS 1424+240,
durchzogen von einem nahezu perfekten
ringförmigen Magnetfeld. Dabei werden
hochenergetische Gammastrahlen und Neutrinos
werden stark in Richtung Erde gebündelt.
Bild: Y. Y. Kovalev et al. [Großansicht] |
Der Milliarden von Lichtjahren entfernte Blazar PKS 1424+240 hat die
Astronomie lange Zeit vor ein Rätsel gestellt: Er sticht als hellstes
Neutrino-emittierendes Objekt seiner Art am Himmel hervor – identifiziert durch
Beobachtungen mit dem IceCube Neutrino-Observatorium – und strahlt außerdem in
sehr hochenergetischer Gammastrahlung, die von bodengestützten
Cherenkov-Teleskopen beobachtet wird. Seltsamerweise scheint sich sein Radiojet
jedoch nur langsam zu bewegen, was den Erwartungen widerspricht, dass nur die
schnellsten Jets solch intensive hochenergetische Emissionen erzeugen können.
Dank 15 Jahren ultrapräziser Radiobeobachtungen mit dem Very Long
Baseline Array (VLBA) konnten Forscher nun ein detailliertes Bild dieses
Jets mit der bislang besten Auflösung erstellen. "Als wir das Bild
rekonstruierten, sah es wirklich atemberaubend aus", sagt Yuri Kovalev,
Hauptautor der Studie und Projektleiter des vom European Research Council
finanzierten MuSES-Projekts am Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR).
"Wir haben noch nie etwas Vergleichbares gesehen – ein nahezu perfektes
ringförmiges Magnetfeld mit einem Jet, der direkt in unsere Richtung zeigt." Da
der Jet fast genau in Richtung Erde ausgerichtet ist, wird seine
hochenergetische Strahlung durch die Effekte der speziellen Relativitätstheorie
dramatisch verstärkt.
"Diese Ausrichtung bewirkt eine Steigerung der Helligkeit um den Faktor 30
oder mehr", erklärt Mitautor Jack Livingston, ebenfalls vom MPIfR. "Gleichzeitig
scheint sich der Jet aufgrund von Projektionseffekten langsam zu bewegen – eine
klassische optische Täuschung." Diese frontale Geometrie ermöglicht es den
Wissenschaftlern, direkt in das Herz des Jets des Blazars zu blicken – eine
äußerst seltene Gelegenheit. Mithilfe polarisierter Radiosignale konnte das Team
die Struktur des Magnetfelds des Jets kartieren und dessen wahrscheinliche
spiralförmige oder toroidale (ringförmige) Form aufdecken. Diese Struktur spielt
eine Schlüsselrolle beim Ausstoß und der Bündelung des Plasmastroms und könnte
für die Beschleunigung von Teilchen auf extreme Energien entscheidend sein.
"Die Lösung dieses Rätsels bestätigt, dass aktive Galaxienkerne mit
supermassereichen Schwarzen Löchern nicht nur leistungsstarke Beschleuniger von
Elektronen sind, sondern auch von Protonen – dem Ursprung der beobachteten
hochenergetischen Neutrinos", schließt Kovalev. Die Entdeckung ist ein Triumph
für das MOJAVE-Programm, ein jahrzehntelanges Projekt zur Beobachtung
relativistischer Jets in aktiven Galaxien mithilfe des Very Long Baseline Array.
Wissenschaftler nutzen die Technik der Very Long Baseline Interferometry
(VLBI), die Radioteleskope auf der ganzen Welt zu einem virtuellen Teleskop von
der Größe der Erde verbindet. Dies ermöglicht die höchste Auflösung, die in der
Astronomie verfügbar ist, und erlaubt es ihnen, feinste Details in entfernten
kosmischen Jets zu untersuchen.
"Als wir mit MOJAVE begonnen haben, schien die Idee, eines Tages weit
entfernte Jets von Schwarzen Löchern direkt mit kosmischen Neutrinos in
Verbindung zu bringen, wie Science Fiction. Heute haben unsere Beobachtungen
dies Wirklichkeit werden lassen", sagt Anton Zensus, Direktor am MPIfR und
Mitbegründer des MOJAVE-Programms. Dieses Ergebnis stärkt den Zusammenhang
zwischen relativistischen Jets, hochenergetischen Neutrinos und der Rolle von
Magnetfeldern bei der Entstehung kosmischer Beschleuniger – ein Meilenstein auf
dem Gebiet der Multimessenger-Astronomie.
Die Forschungsergebnisse wurden jetzt
in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.
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