Astronomen Beobachten Gamma-Strahlen-Ausbruch von Schwarzem Loch M87*

Im Jahr 2018 gelang Astronomen erstmals ein eindrucksvoller Blick auf ein schwarzes Loch, als sie das supermassive schwarze Loch M87* in 55 Millionen Lichtjahren Entfernung fotografierten. Während die Forscher des Event Horizon Telescope-Teams, einer internationalen Kooperation von Wissenschaftlern, die Daten aus verschiedenen Erd- und Weltraumteleskopen sammelten, ereignete sich jedoch ein bemerkenswerter Vorfall: M87* ließ einen gewaltigen Ausstoß an Gamma-Strahlen von sich hören.
Die Daten, die aus 25 terrestrischen und orbitalen Teleskopen im April 2018 gewonnen wurden, werden von den Wissenschaftlern nach wie vor intensiv analysiert. „Wir hatten das Glück, während der multiwellenlängen Kampagne des Event Horizon Telescopes einen Gamma-Strahlen-Ausbruch von M87 zu entdecken“, erklärte Giacomo Principe von der Universität Triest, Mitautor einer neuen Arbeit, die in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht wurde. „Dies ist das erste beobachtete Gamma-Strahlen-Flaring-Ereignis seit über einem Jahrzehnt und ermöglicht uns eine präzisere Bestimmung des Bereichs, der für die beobachtete Gamma-Strahlen-Emission verantwortlich war.“
Der Ausbruch, der als energetischer Strahl beschrieben wird, der enorme Mengen an hochenergetischer Strahlung freisetzt, war so intensiv, dass er das schwarze Loch selbst bei Weitem übertraf und sich über den Ereignishorizont hinaus auf Millionen von Kilometern ausdehnte. Der Ausbruch, der etwa drei Erdentage andauerte, umfasste eine Fläche von rund 170-facher Entfernung zwischen Sonne und Erde.
Wissenschaftler vermuten, dass dieser Ausbruch das Ergebnis von Material ist, das vom schwarzen Loch verschlungen wird und mit seinem externen Magnetfeld interagiert. Solche Explosionen zählen zu den gewalttätigsten Phänomenen des Universums, sind jedoch aufgrund ihrer Sichtbarkeit nur in spezifischen Wellenlängen schwer zu erfassen.
„Die Aktivität dieses supermassiven schwarzen Lochs ist äußerst unberechenbar; es ist schwierig vorherzusagen, wann ein Ausbruch stattfinden wird“, merkte Kazuhiro Hada, Mitautor und Forscher an der Nagoya City University, an. Laut Daniel Mazin, Astroteilchenphysiker von der Universität Tokio und Teammitglied, zeigt der Bereich des Ausbruchs eine komplexe Struktur und weist je nach Wellenlänge unterschiedliche Merkmale auf. Es war ein so gewalttätiges Ereignis, dass sogar die gesamte Ringstruktur des schwarzen Lochs in Bezug auf den Ausbruch zu variieren schien, was auf eine faszinierende Beziehung zwischen den beiden hinweist.
Trotz der neu gewonnenen Erkenntnisse bleibt jedoch viel Unbekanntes über die Natur solcher massiven Himmelskörper. „Wie und wo Partikel in den Jets von supermassiven schwarzen Löchern beschleunigt werden, ist ein langanhaltendes Rätsel“, sagte Sera Markoff, Professorin an der Universität Amsterdam und Mitautorin der Studie. „Erstmalig können wir direkte Aufnahmen der Bereiche nahe dem Ereignishorizont während Gamma-Strahlen-Ausbrüchen von Teilchenbeschleunigungsereignissen kombinieren und Theorien über die Ursprünge der Ausbrüche testen.“