10.05.2022

Erstmals Magnetfeldumkehrung bei einem Schwarzen Loch beobachtet

Die Beobachtungsdaten einer 236 Millionen Lichtjahre entfernte Galaxie offenbarte den Astronomen, dass sich in ihrer Zentralregion ein sehr ungewöhnlicher Ausbruch ereignet haben muss.

 

Wie die Astronomen um Dr. Sibasish Laha vom Goddard Space Flight Center der NASA in ihrer im Fachjournal The Astrophysical Journal veröffentlichten Studie schreiben, deutet die Analyse der Daten darauf hin, dass die Ursache für dieses seltsame Ereignis wahrscheinlich eine Umkehrung des Magnetfelds war - etwas, das bisher noch nie beobachtet wurde.

Das automatisierte Himmelsüberwachungs-Programm »All-Sky Automated Survey for SuperNovae« (ASAS-SN) hatte mit ihrem internationalen Teleskopnetzwerk registriert, dass die Galaxie mit der Bezeichnung »1ES 1927+654« anfänglich eine Aufhellung im sichtbaren Licht um das fast 100-fache zeigte. Das war im März 2018, erst eine Suche nach früheren Veränderungen führte zu der Entdeckung, dass das Objekt zu diesem Zeitpunkt bereits seit einigen Monaten stetig heller geworden war.

 

Im Mai darauf beobachtete NASAs Forschungssatellit »Swift« die Galaxie und erfasste eine erhöhte ultraviolette Emission, die etwa 12 Mal heller war als erwartet. Die Helligkeit nahm jedoch ab, was darauf hindeutete, dass der Höhepunkt verpasst worden war. Zu diesem Zeitpunkt war die Galaxie eines von wenigen Objekten, bei denen ein solches Verhalten jemals beobachtet wurde. Im Juni 2018 zeigte sie jedoch ein rätselhaftes Verhalten, denn ihre Röntgenemission verschwand vollständig.

„Rasche Veränderungen im sichtbaren und ultravioletten Licht wurden bei einigen Dutzend Galaxien beobachtet, die dieser ähnlich sind", so Dr. Laha in einem Statement der NASA. „Aber bei diesem Ereignis konnten wir erstmals beobachten, dass die Röntgenstrahlung vollständig verschwindet, während die anderen Wellenlängen heller werden."

 

Im Zentrum fast aller Galaxien - möglicherweise sogar aller Galaxien - befindet sich ein supermassives Schwarzes Loch. Und nur wenige kosmische Phänomene sind so beängstigend und geheimnisvoll wie Schwarze Löcher - Objekte im Universum, deren Gravitationskräfte dermaßen groß sind, dass ihnen nichts, selbst das Licht nicht, entweichen kann. Der Außenrand dieses Gebiets wird als Ereignishorizont bezeichnet, weil alles, was sich innerhalb dieser Region ereignet nicht mehr beobachtet werden kann.

In der Region unmittelbar außerhalb des Ereignishorizonts eines Schwarzen Lochs rotiert die Masse und zieht den Raum um sich herum wie eine zähe Flüssigkeit mit, wodurch die Raumzeit verdrillt wird - ein Phänomen, das als Frame-Dragging-Effekt (auch Lense-Thirring-Effekt) bezeichnet wird.

 

Diese riesigen und extrem dichten Objekte ernähren sich von Material, das schließlich eine Akkretionsscheibe um sie herum bildet. Das Schwarze Loch selbst wird dann von einer Wolke extrem heißer Teilchen, der Korona, umhüllt, die sehr energiereiche Röntgenstrahlen aussendet.

 

Es wird angenommen, dass das Magnetfeld der Schwarzen Löcher für die Aufrechterhaltung seiner Korona entscheidend ist. Entsprechend war die anfängliche Erklärung für die beobachteten Geschehnisse in diesem Fall, dass sein Magnetfeld durch einen Stern gestört wurde, der ihm zu nahe kam, auseinandergerissen wurde und in Plasma umgewandelt wurde. Jetzt favorisieren die Astronomen die Theorie, dass sich das Magnetfeld des supermassiven Schwarzen Lochs einfach umgedreht hat.

Künstlerische Darstellung der aktiven Galaxie »1ES 1927+654« vor ihrem jüngsten Aufflackern
Künstlerische Darstellung der aktiven Galaxie »1ES 1927+654« vor ihrem jüngsten Aufflackern

„Eine magnetische Umkehrung, bei der der Nordpol zum Südpol wird und umgekehrt, scheint am besten zu den Beobachtungen zu passen", erklärt Studien-Koautor Prof. Mitchell Begelman von der Abteilung für Astrophysik und Planetenwissenschaften an der University of Colorado Boulder. „Das Feld schwächt sich zunächst am Rande der Akkretionsscheibe ab, was zu einer stärkeren Aufheizung und Aufhellung im sichtbaren und UV-Licht führt.“

 

Auch in der langen geologischen Geschichte der Erde gab es bereits viele Magnetfeldumkehrungen und diese Entdeckung deutet nun darauf hin, dass sie auch bei vielen anderen Objekten im Universum aufzutreten scheinen.

 

© Fernando Calvo* für Terra Mystica

Foto: NASA/Sonoma State University, Aurore Simonne

 

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