Blazare

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Eine künstlerische Darstellung eines Blazars, dessen energiereicher Jet aus Teilchen sehr hoher Geschwindigkeit um ein supermassereiches Schwarzes Loch herum entsteht und nahezu direkt auf die Erde zielt. Eine neue Untersuchung hat gezeigt, daß die infraroten Farben von Blazaren unverwechselbare und leistungsfähige Untersuchungswerkzeuge sind. Marscher et al., Wolfgang Steffen, Cosmovision, NRAO / AUI / NSF

Ein Blazar ist eine Galaxie, der, wie ein Quasar, einen äußerst hellen zentralen Kern besitzt, der ein supermassereiches Schwarzes Loch enthält. Allerdings enthält das abgestrahlte Licht eines Blazars manchmal extrem hochenergetische Gammastrahlung, die zuweilen über 100 Millionen Mal energiereicher ist als die energiereichste Röntgenstrahlung, die das Chandra-Röntgen-Observatorium untersuchen kann. Die gesamte Emission zeigt zudem mehrere andere einzigartige Eigenschaften, wozu auch eine dramatische Änderung ihrer Intensität mit der Zeit zählt.

Astronomen vermuten, daß dieses außergewöhnliche Verhalten auftritt, wenn die in das Umfeld des massereichen Schwarzen Lochs stürzende Materie mit hoher Geschwindigkeit als gewaltige, eng gebündelte Strahlen aus geladenen Teilchen hervorbricht. Die zu beobachtende intensive Röntgen- und Gammastrahlung ist ebenso wie die Änderungen vermutlich das Ergebnis unseres zufälligen Blicks in den Rachen solcher kosmischen Monster. Allerdings gehören mit nur etwa 2.700 bekannten Blazaren diese zu den seltensten Formen aktiver Kerne und die physikalischen Prozesse, die solche Jets auslösen und aufrecht erhalten, sind bis heute unbekannt. Obwohl in nur relativ geringer Zahl vorhanden, macht sie ihre energiereiche Strahlung zu wichtigen Mitwirkenden für das Gesamtbild des Kosmos.

F. Massaro, R. D’Abrusco, J. Grindlay und H. Smith vom SAO haben gemeinsam mit M. Ajello vom SLAC National Laboratory / Kavli-Institut eine neue Methode entwickelt, um Blazare aufzuspüren und zu untersuchen. Der kürzlich gestartete Wide Infrared Survey Explorer (WISE) der NASA hat soeben eine Infrarot-Durchmusterung des gesamten Himmels bei vier infraroten Farben vollendet. Die Astronomen verglichen die als Blazare bekannten Galaxien mit Objekten, die von WISE in Gebieten des Himmels gemessen wurden, von denen die Daten bearbeitet und öffentlich gemacht worden sind. In einer neuen Arbeit des Astrophysical Journal veröffentlicht die Gruppe ihre Entdeckung, daß die Infrarotbänder auffallend erfolgreich beim Auffinden von Blazaren sind. Siebenundneunzig Prozent der bekannten Blazare waren leicht unter Tausenden von anderen WISE-Quellen herauszufiltern, da sich ihre Farben (Wellenlängen) im Infrarot von den Farben anderer Galaxienarten unterscheiden. In den meisten Galaxien kommt die infrarote Strahlung von Staub, der entweder durch Sternentstehung oder die ultraviolette Strahlung aus der Nähe der massereichen Schwarzen Löcher erwärmt wurde. Doch wie es scheint, ist in einem Blazar ein vollkommen anderer Mechanismus am Werk: der herausschießende Strahl geladener Teilchen, die sich in einem starken Magnetfeld mit nahezu Lichtgeschwindigkeit bewegen, gibt infrarotes Licht in einer deutlich anderen Farbe (Wellenlänge) ab als die Staubemission.

Mit dieser neuen Erkennungsmethode untersuchte die Gruppe eine bekannte, außergewöhnliche Gammastrahlenquelle, deren Natur zum Teil rätselhaft gewesen ist, da sich mit der Messung der Gammastrahlung die genaue Position der Quelle am Himmel nicht eindeutig bestimmen ließ. Im Umfeld dieser ungenauen Positionsbestimmung finden die Wissenschaftler eine Infrarotquelle, deren eindeutige Farben sie als einen Blazar kennzeichnen und folgern, daß die außergewöhnliche Gammastrahlenquelle vermutlich ein Blazar an der Position der Infrarotquelle ist. In einer zweiten Arbeit nutzen die Astronomen den Vorteil dieser neuen Methode, die Untergruppe an Blazaren zu untersuchen, die Gammastrahlung aussenden. Es stellt sich heraus, daß die infraroten Farben dieser extravaganten Gruppe sogar noch klarer zu erkennen sind und das Team entdeckte eine quantitative Beziehung zwischen den Farben der Infrarot- und Gammastrahlung. Eine kommende Veröffentlichung wird den (die) physikalischen Mechanismus(en) untersuchen, der infrarote, Röntgen- und Gammastrahlung erzeugt. Die Entdeckung, daß sich die infraroten Farben der Blazare von anderen Objekten unterscheiden, liefert ein neues diagnostisches Werkzeug bei der Untersuchung dieser extremen Galaxienkerne.

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