Das Geheimnis der Jets
Die von Schwarzen Löchern ausgesandten Teilchenstrahlen bestehen aus Elektronen und Protonen
Die fast lichtschnellen Teilchenstrahlen, die Schwarze Löcher in aktiven Galaxien und Quasaren ausstoßen, bestehen aus Elektronen und Protonen. Das berichtete Rita Sambruna vom Goddard Space Flight Center der Nasa am Donnerstag auf einer Tagung der American Astronomical Society in San Francisco.
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Seit Astronomen die beeindruckenden Jets in den 1970er Jahren erstmals beobachteten, rätseln sie, aus welchen Teilchen die Strahlen bestehen. Einer Theorie zufolge sollten darin Elektronen und ihre Anti-Teilchen, die Positronen, ins All geschleudert werden, einer anderen zufolge könnte es sich auch um Elektronen und Protonen handeln. In den vergangenen Jahren hatten sich die Hinweise verdichtet, dass die zweite Theorie richtig ist. Allerdings hatten die Astronomen bislang kein geeignetes Teleskop zur Verfügung, um Informationen über die hochenergetischen Strahlen zu sammeln.
Sambruna und ihre Kollegen vom Merate-Observatorium in Italien untersuchten nun die Jets von zwei zehn Milliarden Lichtjahre entfernten Quasaren mit Hilfe des internationalen Weltraumteleskops Swift, das entwickelt wurde, um die besonders energiereiche Strahlung von Gammablitzen aufzuspüren. Quasare sind die leuchtenden Kerne weit entfernter Galaxien. In ihrem Zentrum befinden sich superschwere Schwarze Löcher, die riesige Mengen von Gas und Staub zum Leuchten bringen und anschließend verschlingen. Häufig senden Quasare senkrecht zur Staubscheibe, die das Schwarze Loch umkreist, schnelle Teilchenstrahlen, die so genannten Jets, aus.
Die Jets der beiden nun beobachteten Quasare sind auf die Erde gerichtet, was sie zu so genannten Blasaren macht. Mithilfe von Swift konnten die Forscher die Energie der Photonen und die Gesamtmasse der abgestrahlten Teilchen bestimmen. "Der Strahl enthält ungefähr die gleiche Masse wie der Planet Jupiter", sagt Sambruna. "Das bedeutet, das Schwarze Loch feuert wie eine Kanone einen pulverisierten Riesenplaneten mit 99,9 Prozent der Lichtgeschwindigkeit in den intergalaktischen Raum. Das ist eine enorme Energiemenge, die das Schwarze Loch da abgibt – und so etwas passiert überall im Universum."
Aus der Energieverteilung der Röntgenstrahlung schlossen die Forscher, dass in dem Teilchenstrahl Protonen vorhanden sein müssen. Die Existenz von Elektronen-Positronen-Paaren konnten sie dagegen ausschließen.
Ute Kehse
