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04.04.2018

10:26 Uhr

Weltraum

Mega-Teleskop zeigt lichtschnelle Jets eines Schwarzen Lochs

Mit einem virtuellen 350.000-Kilometer-Teleskop haben Forscher Materieströme aus der Umgebung eines Schwarzen Lochs untersucht

Im Zentrum der Galaxie befindet sich ein massereiches Schwarzes Loch. dpa

NGC 1275

Im Zentrum der Galaxie befindet sich ein massereiches Schwarzes Loch.

BerlinRund zwei Dutzend der größten erdgebundenen Radioteleskope, dazu ein Weltraumteleskop – mit dieser geballten Beobachtungstechnik haben Astronomen  fast lichtschnelle Materieströme in der Umgebung eines Schwarzen Lochs untersucht. Ihre Studie, die sie im Fachblatt Nature Astronomy vorstellen, bietet einen einmaligen Einblick in die Entstehung solcher auch als „Jets“ bekannten Materieströme, mit denen gigantische Schwarze Löcher einen Teil der Materie zurück ins All schleudern.

Schwarze Löcher mit einigen Milliarden Sonnenmassen sind typische Bewohner der Zentren massereicher Galaxien. Dass etliche dieser Schwerkraftmonster Plasmajets mit nahezu Lichtgeschwindigkeit ins All schleudern, war bereits bekannt. Wie genau sich diese Jets bilden, ist aber noch weitgehend unerforscht – nicht zuletzt, weil es bislang nicht möglich war, die Strukturen der Jets genügend nahe an ihrem Startpunkt, dem Schwarzen Loch, abzubilden.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPI) machten sich nun gemeinsam mit Kollegen eines internationalen Forschungsteams daran, ein wahres Mega-Teleskop zu schaffen. Dazu schalteten sie ein 10-Meter-Radioteleskop im Weltall mit rund zwei Dutzend der größten Radioschüsseln auf der Erde zu einem Beobachtungsinstrument zusammen. Das so geschaffene Netzwerk hatte die Winkelauflösung eines virtuellen Einzelteleskops von bis zu 350.000 Kilometer Durchmesser – das entspricht nahezu dem Abstand zwischen Erde und Mond.

Mit diesem Riesenteleskop nahmen die Forscher das gigantische Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie NGC 1275 ins Visier – und entdeckten vorher nicht sichtbare Details direkt in der Region, in der die Jets entstehen. „Es zeigt sich, dass die gemessene Breitenausdehnung des Jets wesentlich größer ist als von den zurzeit favorisierten Modellen zur Jetentstehung zu erwarten wäre“, sagte der Hauptautor der Studie, Gabriele Giovannini vom Nationalen Institut für Astrophysik (INAF) in Italien.

Die Beobachtungen lassen vermuten, dass zumindest ein Teil des Jets von der sogenannten Akkretionsscheibe ausgeht – einer Art Materiestrudel, der um das Schwarze Loch herumwirbelt. „Der Jet in NGC 1275 wurde vor gut zehn Jahren erst neu gestartet und ist immer noch in seiner Ausformung begriffen“, so Ko-Autor Masanori Nakamura von der Academia Sinica in Taiwan. „Das bietet eine einzigartige Gelegenheit, das Wachstum des Jets an einem Schwarzen Loch in einer sehr frühen Phase zu verfolgen.“

Dank des virtuellen Superteleskops lasse sich in der 230 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie die Struktur des Jets in einer bislang unerreichten Detailgenauigkeit von zwölf Lichttagen abbilden, so MPI-Forscher Anton Zensus, dessen Institut mit seinem Radioteleskop in Effelsberg an der Untersuchung beteiligt war. Zwölf Lichttage sind die Distanz, die das Licht in zwölf Tagen zurücklegt. Damit ist den Astronomen eine zehnmal bessere räumliche Auflösung gelungen als bisher möglich war.

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