Scharfer Blick auf ein Schwarzes Loch
Eine spektakuläre Nahaufnahme des uns nächstgelegenen supermassiven Schwarzen Lochs ist einem internationalen Forschungsteam gelungen. An dem Erfolg ist Matthias Kadler beteiligt, der seit Mitte März 2011 als Professor für Astrophysik an der Uni Würzburg tätig ist.
Unter Führung der Doktorandin Cornelia Müller vom Astronomischen Institut der Universität Erlangen-Nürnberg hat die Forschungsgruppe das Zentrum der Radiogalaxie Centaurus A untersucht, die ein Schwarzes Loch mit der 50-millionenfachen Masse der Sonne beherbergt. Die Aufnahme zeigt zwei entgegengerichtete stark gebündelte Materieströme, die in unmittelbarer Nähe des Schwarzen Lochs nahezu auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden.
Präsentiert wird die Aufnahme seit heute in „Astronomy & Astrophysics“. Die einzigartige Bildqualität gelang durch die erstmalige Einbindung zweier vom Bundesamt für Kartografie betriebener Deutscher Radioteleskope in ein interkontinentales Teleskopnetzwerk. Diese Kooperation ergab sich im TANAMI-Projekt, das von den Professoren Matthias Kadler und Roopesh Ojha (NASA’s Goddard Space Flight Center) geleitet wird.
Neuer Rekord im TANAMI-Projekt
Im TANAMI-Projekt beobachtet das Forschungsteam Schwarze Löcher in den Zentren entfernter Galaxien, die millionen- bis milliardenfach schwerer als unsere Sonne sind. Den Wissenschaftlern gelang es, in ihrer neuen Aufnahme von Centaurus A Strukturen der Größe von nur 0,04 Lichtjahren abzubilden. Das ist ein neuer Rekord bei der Erforschung extragalaktischer Schwarzer Löcher.
Beim Einfall von Materie auf das Schwarze Loch wird eine enorme Energiemenge freigesetzt. Durch diese Energie wird die ungeheuer große Anziehungskraft überwunden, ein Teil der einfallenden Materie gebündelt und mit annähernder Lichtgeschwindigkeit wieder aus dem Einflussbereich des Schwarzen Lochs hinauskatapultiert.
Wichtige Rolle bei der Entstehung von Galaxien
Aufgrund der starken Wechselwirkung derartiger Jets mit dem umgebenden Gas spielen diese spektakulären Objekte eine wichtige Rolle bei der Entstehung und Entwicklung von Galaxien. „Um solche aktiven Galaxien und ihre Rolle im Universum verstehen zu können, ist es unerlässlich, die Entstehungsregionen ihrer Jets mit höchstmöglicher Genauigkeit abzubilden“, erklärt Cornelia Müller.
Das TANAMI-Team nutzt die Radioteleskope des Australischen „Long Baseline Array“, die mit weiteren Teleskopen in Südafrika, Chile und der Antarktis zusammengeschaltet werden, um die qualitativ hochwertigsten Aufnahmen der hellsten Jets des Südhimmels zu erstellen.
Bildqualität extrem gesteigert
„Mittels moderner Computermethoden entstehen Bilder, wie sie mit der Schärfe eines einzigen riesigen Teleskops zu erzielen wären, das zehntausend Kilometer Durchmesser hat“, sagt Dr. Hayo Hase vom Bundesamt für Kartografie und ergänzt: „Durch die Beteiligung der beiden Deutschen Radioteleskope – TIGO in Concepción, Chile, und auf der Antarktisstation O‘Higgins – konnten wir seit 2008 die Bildqualität und die Auflösung für TANAMI extrem steigern.“
Jets senden Gammastrahlung aus
Faszinierenderweise senden die Jets aber nicht nur energiearme Radiostrahlung aus, sondern auch höchst energetische Gammastrahlung, so dass die beiden äußersten Enden des elektromagnetischen Spektrums abgedeckt sind.
„Eine der wichtigsten Fragen der Astrophysik ist, wo diese Gammastrahlung produziert wird. Nur in Centaurus A und nur mit TANAMI erreichen wir derzeit die nötige Bildauflösung, um diese Regionen abbilden zu können“, so Matthias Kadler. Der neue Würzburger Professor war bis März als Akademischer Rat am Astronomischen Institut der Uni Erlangen-Nürnberg tätig und hat dort Cornelia Müller betreut.
Das TANAMI-Team wird mit kontinuierlich fortgeführten Überwachungsmessungen der Radiostruktur und der veränderlichen Gammastrahlung von Centaurus A dem Ursprung der Gammastrahlung und weiterer Rätsel der Schwarzen Löcher auf der Spur bleiben.
“Dual-frequency VLBI study of Centaurus A on sub-parsec scales – The highest-resolution view of an extragalactic jet.” C. Müller, M. Kadler,R. Ojha, J. Wilms, M. Böck, P. G. Edwards, C. M. Fromm, H. Hase, S. Horiuchi, U. Katz, J. E. J. Lovell, C. Plötz, T. Pursimo, S. Richers, E. Ros, R. E. Rothschild, G. B. Taylor, S. J. Tingay, and J. A. Zensus, Astronomy & Astrophysics, Volume 530 (Juni 2011), DOI: 10.1051/0004-6361/201116605 www.aanda.org/10.1051/0004-6361/201116605
Quelle: Pressemitteilung der Universität Erlangen-Nürnberg vom 20. Mai 2011
Kontakt
Prof. Dr. Jörn Wilms, T (0951) 95222-13,
joern.wilms@sternwarte.uni-erlangen.de
Prof. Dr. Matthias Kadler, T (0931) 31-85138,
matthias.kadler@astro.uni-wuerzburg.de
20.05.2011, 11:02 Uhr
