Messung der Umgebung eines Schwarzen Lochs im Kern eines Quasars

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Eine optische Aufnahme eines Quasars, welcher der helle Kern einer aktiven Galaxie ist, hier an der Spitze des Pfeils zu sehen. Unter Verwendung von Submillimeter-Wellenlängen-Techniken können neue Experimente sehr feine Strukturen von der Größe nur eines halben Lichtjahrs in einem Quasar auflösen, der rund eine Milliarde Lichtjahre entfernt ist. WIYN Teleskop

Quasare gehören zu den leistungsstärksten bekannten Energiequellen – einige leuchten mit einer Stärke von 100.000 Milchstraßen. Astronomen wissen, daß Quasare in ihren Zentralbereichen massereiche Schwarze Löcher beheimaten und vermuten, daß Materie, die in die Umgebung eines solchen Schwarzen Lochs fällt, die gewaltige Leuchtkraft des Quasars antreibt – aber über die Einzelheiten ist man sich nicht im Klaren. Niemand ist sich wirklich sicher, wie zum Beispiel Quasare entstehen, wie sie sich zu solch leuchtende Ungeheuer entwickeln oder wie ihre massereichen Schwarzen Löcher und Umgebungen so hell werden.

Trotz ihres Rufs als gnadenlose Fresser von Materie und Strahlung besitzen Schwarze Löcher eine Umgebung, die oft eine Quelle energiereicher Strahlung ist, wenn Materie in dieses Gebiet fällt. Quasarkerne sind jedoch oft in undurchsichtigem Staub eingebettet (vielleicht ein Überrest des heftigen Prozesses, der die Schwarzen Löcher hervorbrachte) und obwohl die Regionen von kurzwelliger Röntgenstrahlung bis zu den langen Wellenlängen des Radiobandes strahlen, ist es schwierig, sie bei kürzeren Wellenlängen zu studieren, da diese wirksamer abgeblockt werden.

Jonathan Weintroub, Jim Moran, Rurik Primiani und Ken Young vom CfA schlossen sich mit Kollegen zusammen, um die ersten genauen Messungen der inneren Region eines Quasarkerns bei Submillimeter-Wellenlängen durchzuführen. Sie nutzten Submillimeter-Array-Technologie, bei der vier über die Erde verteilte Submillimeter-Teleskope zeitgleich zu einer einzigen großen, leistungsfähigen Anlage zusammengeschaltet waren; damit untersuchten die Astronomen einen Quasar in einer Entfernung von ungefähr einer Milliarde Lichtjahren.

Der Quasar selbst hat bekanntermaßen eine stark schwankende Strahlung; dies weist darauf hin, daß es Zeiten gibt, in denen einfallendes Material die Aktivität antreibt, aber bis jetzt war es nicht möglich gewesen, die räumlichen Strukturen in der Region zu erforschen. Mit ihrer neuen Technik waren die Forscher in der Lage, Abmessungen von nur etwa einem halben Lichtjahr (!) aufzulösen, genug um zu dem Ergebnis zu kommen, daß dort ein Materiejet aus der Umgebung des Schwarzen Lochs ausgestoßen wird (dies bestätigt frühere Schlußfolgerungen), daß der Jet ungefähr 53 Grad gegen die Materiescheibe im Kern ausgerichtet ist und eine Krümmung aufweist, deren Ursache weiterer Forschung bedarf. Die neuen Resultate sind nicht nur in Bezug auf diese außergewöhnliche Galaxie wichtig, sondern auch, da sie den Erfolg und die Leistungsfähigkeit der neuen Technik dokumentieren, bei der mehrere Submillimeter-Teleskope zu einem einzelnen erweiterten Instrument kombiniert wurden.

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