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Flackernde Gammastrahlung von einem supermassiven Schwarzen Loch

Erstellt von: Dr. Rainer Kayser | | Forschung und neue Erkenntnisse

Von einem „Gammablitz-Inferno“ sprechen die Astronomen: In der Nacht vom 12. auf den 13. November 2012 registrierten die beiden Magic-Teleskope auf La Palma sich rasant verändernde Gamma-Emissionen aus der 260 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie IC 310. Innerhalb von einer Minute verdoppelte sich teilweise die Intensität – das ist die schnellste Variabilität, die je bei einer extragalaktischen Gamma-Quelle beobachtet wurde. Die Gammastrahlung stamme vermutlich aus der Entstehungsregion der vom supermassiven Schwarzen Loch im Zentrum von IC 310 ausgehenden Materiestrahlen, so die Wissenschaftler des Magic-Teams im Fachblatt „Science“.

„Astronomen versuchen bislang, die Entstehung dieser Materiestahlen – der so genannten Jets – mithilfe der Radio-Interferometrie zu beobachten“, erläutern Dorit Eisenacher von der Universität Würzburg und ihre Kollegen, „doch selbst die Auflösung dieses Verfahrens reicht nicht aus.“ Eine Alternative bietet die Messung der zeitlichen Variabilität der Strahlung, die aus der Entstehungsregion kommt: Je schneller die Strahlung sich ändert, desto kleiner muss dieses Gebiet sein. Die Messungen von Eisenacher und ihrem Team mit den Magic-Teleskopen zeigen nun, dass die Entstehungsregion der Jets noch deutlich kleiner ist als bislang angenommen.

Im Zentrum von IC 310 befindet sich ein Schwarzes Loch mit der 300-millionenfachen Masse der Sonne. Solche supermassiven Schwarzen Löcher nehmen Materie aus ihrer Umgebung auf und produzieren so als „aktive Galaxienkerne“ große Mengen an Strahlung. Ein Teil der Materie fällt nicht in das Schwarze Loch, sondern schießt durch Magnetfelder gebündelt in den Jets entlang der Rotationsachse des Schwarzen Lochs mit nahezu Lichtgeschwindigkeit ins All. Über den genauen Entstehungsprozess dieses energiereichen Phänomens gibt es bislang unter den Forschern keine Einigkeit.

Das Gammablitz-Inferno von 2012 zeigt jedoch nach Ansicht des Magic-Teams, dass die Entstehungsregion der Jets kleiner ist als ein Fünftel der Größe des Schwarzen Lochs, des so genannten Schwarzschild-Radius. Damit, so die Forscher, müssen die Materiestrahlen sehr viel näher am Schwarzen Loch entstehen, als es die bisherigen physikalischen Modelle vorhersagen. Als Alternative schlägt das Team vor, dass die Jets ähnlich wie bei Pulsaren durch die Beschleunigung elektrisch geladener Teilchen in einem elektrischen Feld in einer „magnetosphärischen Lücke“ an den Polen eines Schwarzen Lochs entstehen.

Quelle: dx.doi.org/10.1126/science.1256183