Kosmischer Teilchenbeschleuniger mit Rekordleistung

Plasmajets aus aktiven Galaxien bringen Teilchen auf extreme Energien

In aktiven Galaxien ist die Beschleunigung von Teilchen offenbar nicht auf die Umgebung von deren zentralen Schwarzen Löchern beschränkt. Zu diesem Ergebnis kam ein Forscherteam, an dem unter anderem das französische Forschungszentrum CNRS, das Max-Planck-Institut für Kernphysik und das Deutsche Elektronensynchroton (Desy) in Deutschland sowie die Universität Innsbruck in Österreich beteiligt waren. Das Team mit mehr als 200 Mitgliedern aus 13 Ländern berichtet über seine Messungen mit dem Gammastrahlenobservatorium H.E.S.S. (High-Energy Stereoscopic System) in Namibia im Fachblatt »Nature«.

In den vergangenen Jahren ermöglichte die Beobachtung von Röntgen- und Gammastrahlen - also sehr energiereicher Photonen - grundlegend neue Einblicke. »Diese Photonen stammen aus Systemen wie den supermassiven Schwarzen Löchern im Herzen bestimmter Galaxien, die sich Materie einverleiben«, erläuterte der H.E.S.S.-Wissenschaftler Andrew Taylor von Desy, einer der Hauptautoren der Publikation.

»Dort werden Elektronen auf enorme Energien beschleunigt, die in von Menschen gebauten Maschinen unerreichbar sind.« In diesen aktiven Galaxien ist das zentrale Schwarze Loch von einer sogenannten Akkretionsscheibe umgeben, in der sich Materie sammelt, bevor sie auf Nimmerwiedersehen hinabstürzt. Ein kleiner Teil dieser Materie fällt jedoch nicht in das Schwarze Loch, sondern wird vorher abgezweigt und in Form zweier gigantischer Plasmajets senkrecht nach oben und unten weit aus der Galaxie hinaus in den Kosmos geschleudert.

Mit den H.E.S.S.-Teleskopen beobachteten die Forscher die Radiogalaxie Centaurus A mehr als 200 Stunden lang mit unerreichter Auflösung im Gammastrahlenbereich. Detaillierte Analysen von Forschergruppen in Innsbruck und Paris ergaben, dass sich die Quelle der Gammastrahlung über mehrere tausend Lichtjahre erstreckt. Diese ausgedehnte Emission deutet darauf hin, dass die Teilchenbeschleunigung nicht nur in der Nähe des zentralen Schwarzen Lochs stattfindet - sondern auch über die gesamte Länge der Plasmajets, wie die beteiligten Gruppen in Heidelberg und Zeuthen bei Berlin darlegten. AFP/nd

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