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Astronomie+Physik

Kosmisches Katapult aus aufgewickelten Magnetfeldlinien

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Die graue Kugel ist das supermassive Schwarze Loch. Außerdem ist eine einzelne Magnetfeldlinie zu sehen. Die Feldlinie wird um das Schwarze Loch gewickelt. Die dabei entstehenden Kräfte lassen die Feldlinie schließlich wie eine Feder auseinanderspringen. (Bildquelle: Science)
Supermassive Schwarze Löcher sind die XXL-Versionen der Schwarzen Löcher. Sie haben etwa die milliardenfache Masse unserer Sonne. Man vermutet sie inmitten von Quasaren, die Teilchenströme Tausende Lichtjahre weit ins All schleudern. Eine im Fachmagazin Science (Bd. 305, S. 978) veröffentlichte Modellrechnung von Vladimir Semenov von der Staatsuniversität Sankt Petersburg und seinen Kollegen zeigt jetzt, dass die dazu notwendigen gewaltigen Energiemengen erzeugt werden, indem die rotierenden Schwarzen Löcher den Raum und darin vorhandene Magnetfelder aufwickeln.

Dass rotierende Massen die Raumzeit in ihrer Umgebung mitrotieren lassen, hatten Joseph Lense und Hans Thirring im Jahr 1918 aus Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie gefolgert. In ihrer Modellrechnung kombinieren Semenov und Kollegen nun den Lense-Thirring-Effekt mit der Magnetohydrodynamik, die sich mit den Bewegungsgleichungen geladener Teilchen beschäftigt.

Als Anfangszustand gehen die Forscher von elektrisch geladenen Teilchen aus, die entlang geradliniger Magnetfeldlinien angeordnet sind. Befindet sich in der Nähe solcher Magnetfelder ein schnell rotierendes Supermassives Schwarzes Loch, dann werden die Feldlinien förmlich um den Äquator des Schwarzen Lochs herumgewickelt, weil sie notgedrungen dem Raum folgen müssen, den das rotierende Schwarze Loch mit sich zieht.

Dadurch werden in den Magnetfeldlinien starke Spannungskräfte erzeugt. Als Folge springen die aufgewickelten Feldlinien schließlich wie eine zusammengedrückte Feder auseinander und katapultieren entlang der Pole des Schwarzen Lochs zwei gewaltige Teilchenjets ins All.

Die Forscher glauben, dass Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops ihre Theorie stützen. Diese Beobachtungen deuten darauf hin, dass radioleise Quasare ? das sind Quasare, die keine Teilchenjets ausstoßen ? im extremen Ultravioletten stärker strahlen als radiolaute. Dass wird vom Modell der Forscher genau so vorhergesagt.

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Axel Tillemans
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Ge|lenk|kopf  〈m. 1u; Anat.〉 in die Gelenkpfanne eingelagerter Teil des Gelenks

Ga|mer  〈[gm(r)] m. 3; umg.〉 jmd., der gamt, Computerspieler [engl., ”Spieler“]

all|ge|mein|bil|dend  auch:  all|ge|mein bil|dend  〈Adj.〉 eine allseitige Bildung vermittelnd, fördernd ... mehr

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