(Chibueze, Sakemi, Ohmura et al.; Takumi Ohmura, Mami Machida, Hirotaka Nakayama, 4D2U Project, NAOJ) In einem Galaxienhaufen namens Abell 3376, etwa 600 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt, hat eine Galaxie eine aktive supermassereiche Galaxie schwarzes Loch Dabei verschlingt er Materie mit rasanter Geschwindigkeit – ein Prozess, der mächtige Plasmastrahlen Hunderttausende, manchmal sogar Millionen Lichtjahre in den intergalaktischen Raum schleudert.
Astronomen haben nun herausgefunden, dass diese Jets in einer bestimmten Entfernung vom Schwarzen Loch durch starke intergalaktische Magnetfelder im rechten Winkel gebogen werden.
Diese Galaxie heißt MRC 0600-399 und ihre Jets waren bereits für ihre bizarre, gebogene Form bekannt.
Diese neue Forschung stützt jedoch die Idee, dass dies das Ergebnis komplexer Magnetfelder ist, die durch Wechselwirkungen zwischen Galaxien im Cluster und dem intergalaktischen Medium erzeugt werden.
Intracluster-Magnetfelder können viel über Galaxienhaufen verraten, beispielsweise darüber, wie sie wachsen und welche Auswirkungen sie auf die Galaxienhaufen selbst haben. Allerdings sind diese Magnetfelder schwer direkt zu beobachten.
Diese neue Entdeckung legt einen Weg nahe, wie wir sie jetzt untersuchen können.
Wenn etwas mit einem Magnetfeld interagiert, ist es möglich, Details zu erkennen – und wie sich herausstellt, können Jets von Schwarzen Löchern Magnetfelder wunderbar abgrenzen.
Jets von Schwarzen Löchern sind faszinierende Strukturen. Nichts, was wir derzeit entdecken können, kann einem Schwarzen Loch entkommen, sobald es die kritische Näheschwelle überschritten hat, aber nicht die gesamte Materie in der Akkretionsscheibe, die aus Material in ein aktives Schwarzes Loch wirbelt, landet zwangsläufig jenseits des Ereignishorizonts.
Ein kleiner Teil davon wird irgendwie vom inneren Bereich der Akkretionsscheibe zu den Polen geleitet, wo er in Form von Strahlen ionisierten Plasmas in den Weltraum geschleudert wird, und zwar mit Geschwindigkeiten, die einen erheblichen Prozentsatz der Lichtgeschwindigkeit ausmachen.
Astronomen gehen davon aus, dass das Magnetfeld des Schwarzen Lochs bei diesem Prozess eine Rolle spielt. Diesem Modell zufolge wirken die magnetischen Feldlinien wie ein Synchrotron, das Material beschleunigt, bevor es es mit enormer Geschwindigkeit abfeuert. Von dort aus können diese stark gebündelten Jets, von denen angenommen wird, dass sie durch Magnetfelder geformt werden, weite Strecken in den intergalaktischen Raum vordringen.
Sie sind im Radiowellenlängenbereich nachweisbar, und wir haben einige davon gefunden. Doch die Form der Jets von MRC 0600-399 ist wirklich ungewöhnlich, weshalb ein internationales Wissenschaftlerteam beschloss, mit dem leistungsstarken MeerKAT-Radioteleskop in Südafrika einen genaueren Blick darauf zu werfen.
Ausgestattet mit den neuen Beobachtungen, die eine viel höhere Auflösung als bisher hatten, konnten die Forscher die Jets in beispielloser Detailliertheit untersuchen.
Die Bilder zeigten, dass sich die Jets in einem Winkel von fast 90 Grad biegen. wie bereits zuvor beobachtet wurde . Bemerkenswerterweise zeigen die Bilder jedoch auch diffuse Bereiche der Radioemission auf beiden Seiten des Punktes, an dem sich der Strahl biegt, wodurch eine T-Form entsteht, die die Forscher als „Doppelsense“ bezeichnen.
Als nächstes führte das Team Simulationen durch, um zu versuchen, die Form des Jets zu reproduzieren. Sie zeigten, dass ein mit Überschallgeschwindigkeit fliegender Jet eines Schwarzen Lochs, der mit einer gekrümmten Magnetfeldschicht kollidiert, die er nicht durchdringen konnte, die beobachtete Form der Jets von MRC 0600-399 reproduzieren konnte.
Ähnlich wie ein Wasserstrahl, der auf eine harte Oberfläche trifft, wäre dieser Zusammenstoß chaotisch und chaotisch.
(Chibueze, Sakemi, Ohmura et al.; Takumi Ohmura, Mami Machida, Hirotaka Nakayama, 4D2U Project, NAOJ)
Oben: Die gebogenen Jet-Strukturen, wie sie von MeerKAT beobachtet wurden (links). Rechts sind Simulationen zu sehen, die zeigen, wie Magnetfelder diese Formen verursachen könnten.
Es ist nicht die einzige Erklärung . Ein weiterer Grund besteht darin, dass MRC 0600-399 derzeit möglicherweise in Richtung der Mitte von Abell 3376 zurückfällt, nachdem es mit Überschallgeschwindigkeit herausgeschleudert wurde.
Die Biegung der Jets könnte durch den Staudruck des umgebenden intergalaktischen Gases verursacht worden sein. Selbst wenn dies der Fall ist, kann es jedoch nicht alle Merkmale der gebogenen Jets erklären, einschließlich der Doppelsichelstrukturen, sodass das Vorhandensein eines Magnetfelds wahrscheinlich immer noch erforderlich ist.
Das ist ein aufregender Befund, denn er zeigt das Vorhandensein starker, wohlgeordneter Magnetfelder in Galaxienhaufen, Umgebungen, die oft kompliziert und ungepflegt sind. Dies könnte dazu beitragen, die Dynamik von Galaxienhaufen besser zu verstehen.
Es zeigt auch, dass Jets von Schwarzen Löchern ein hervorragendes Werkzeug zum Verständnis mysteriöser, schwer sichtbarer Magnetfelder im tiefen Weltraum sein können.
Und vielleicht nicht zuletzt kann die Forschung den Astronomen möglicherweise sogar dabei helfen, besser zu verstehen, wie Magnetfelder die leistungsstarken Plasmastrahlen formen und lenken können, die aus aktiven Supermassekörpern austreten Schwarze Löcher .
Die Forschung wurde veröffentlicht in Natur .