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Wissenschaft und Ethik

Nachweis eines Jets im Schwarzen Loch unserer Milchstrasse

Röntgenteleskop Chandra weist Jet im Schwarzen Loch der Milchstrasse nach

NASA's Image Gallery - Sagittarius A Star
New Evidence For A Jet From Milky Way’s Black Hole

Die Astronomen haben den langersehnten Beweis erbracht, dass der Sagittarius A* (Abk.: Sgr A*), das super-massive Schwarze Loch im Zentrum der Milchstrasse, einen Jet mit hochenergetischen Partikeln erzeugt. Letztlich haben die Wissenschaftler diese Tatsache als Resultat von NASA’s Chandra X-ray Observatory und des Very Large Array (VLA) Radioteleskops der National Science Foundation gefunden. Frühere Studien, die eine Vielzahl von Teleskopen miteinbezogen haben, stellten höchstens die Vermutung auf, dass dort irgendwo ein Jet sein muss, aber diese Berichte, obwohl sie die Richtung des mutmasslichen Jets angeben konnten, widersprachen sich oft und konnten nicht als der Weisheit letzter Schluss bezeichnet werden.

Zhiyuan Li von der Nanjing University in China, Wortführer in der neusten Studie, welche demnächst im Astrophysical Journal erscheinen wird und online verfügbar ist, sagte: «For decades astronomers have looked for a jet associated with the Milky Way’s black hole. Our new observations make the strongest case yet for such a jet.» Jets mit hoch energetischen Partikeln kommen im Universum einige vor, grössere und kleinere. Sie werden von noch jungen Sternen und Schwarzen Löchern erzeugt, die tausendmal grösser als das Schwarze Loch der Milchstrasse sind. Sie spielen eine wichtige Rolle beim Energietransport weg vom zentralen Objekt und – im galaktischen Maßstab – beeinflussen die Rate der Neuformation von Sternen. Mark Morris von der University of California in Los Angeles und Koautor der Studie sagt: «We were very eager to find a jet from Sgr A* because it tells us the direction of the black hole’s spin axis. This gives us important clues about the growth history of the black hole.» Die Studie zeigt also die Drehaxe von Sgr A*, parallel zur Rotationsaxe der Michstrasse, welche den Astronomen anzeigt, dass während der letzten 10 Milliarden Jahre Gas und Staub stetig in die Sgr A* abwanderten. Wenn die Milchstrasse mit einer grossen Galaxie kollidiert wäre in unmittelbarer Vergangenheit und die zentralen Schwarzen Löcher sich vermischt hätten mit Sgr A*, würde der Jet in irgendeine Richtung zeigen. Der Jet scheint aber in der Nähe des Sgr A* in Gas hineinzuströmen, was wiederum radioaktive Strahlung verursachte, welche von Chandra entdeckt wurde, die Strahlenemission aber konnte vom VLA beobachtet werden. Die beiden Schlüsselelemente, die zur Beweisführung herangezogen werden konnten, sind, dass der Jet einerseits in gerader Linie zum Röntgenteleskop Gas emittiert, die auf Sgr A* zeigen, und andererseits eine Erschütterungsfront, ähnlich einem Überschallknall, die in den Strahlungsdaten nachgewiesen werden konnten, wo der Jet auf das Gas aufzuprallen scheint. Zusätzlich gleichen die Energiemerkmale oder das Spektrum der Röntgenstrahlen von Sgr A* einem Jet, wie wir ihn bei super massiven Schwarzen Löchern in anderen Galaxien gesehen haben. Die Wissenschaftler denken, dass Jets dadurch erzeugt werden, wenn irgendwelche Materie, die in Richtung Schwarzes Loch fällt, nach aussen hin umgeleitet wird. Seit wir wissen, dass Sgr A* z.Z. wenig Materie konsumiert, ist das nicht überraschend, dass der Jet auch schwach ist. Ein Jet, der in die Gegenrichtung strömt, konnte nicht beobachtet werden, möglicherweise darum, weil Gas oder Staub die Sichtlinie der Erde versperren, oder das Fehlen von Materie, sodass kein Jet erzeugt wird.

Wenn wir sagen, dass die Region rund um Sgr A* schwach ist, bedeutet dies, dass das Schwarze Loch in den vergangenen paar hundert Jahren ruhig war. Wie auch immer, eine separate Studie im Zusammenhang mit Chandra zeigt, dass es vor dieser Zeit mindestens eine Million Mal heller war. Der Koautor Frederick K. Baganoff des Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, Mass, sagte: «We know this giant black hole has been much more active at consuming material in the past. When it stirs again, the jet may brighten dramatically.» Die Astronomen haben denn auch angedeutet, dass gigantische Blasen hochenergetischer Partikel von der Michstrasse ausschwärmen und, entdeckt von NASA’s Fermi Gamma Ray Telescope im Jahr 2008, von einem Sgr A*-Jet verursacht würden, der auf einer Linie mit der Rotationsaxe der Galaxie ist. Die neuste Chandra-Studie unterstützt diese Erklärungen auch. Das supermassive Schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstrasse ist rund vier Millionen Mal massiver als unsere Sonne und liegt etwa 26.000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Die Chandra-Beobachtungen in der obenerwähnten Studie wurden zwischen September 1999 und März 2011 gemacht, mit Aufnahmen, die insgesamt bis zu 17 Tage dauern. Das NASA Marshall Space Flight Center in Huntsville, Ala., führt das Chandra-Programm für NASA’s Science Mission Directorate in Washington durch. Das Smithsonian Astrophysical Observatory kontrolliert die wissenschaftlichen und Flugoperationen rundum Chandra von Cambridge, Mass, aus.

Weitere Hinweise und Quellen