Sehr mysteriöse Neutrinos in Verbindung mit einem Schwarzen Loch ⚫
Supermassereiche Schwarze Löcher, die im Zentrum von Galaxien vorkommen, haben eine Masse von mehreren Millionen Sonnenmassen. Um sie herum kreist Materie, die sich erhitzt und leuchtet, bevor sie schließlich hineinfällt.
ATG/ESA, CC BY-SA
Eine neue Idee könnte dieses Rätsel erklären: Heliumatome in den Jets um das Schwarze Loch dieser Galaxie würden durch ultraviolettes Licht gespalten. Dadurch werden Neutronen freigesetzt, die sich dann in Neutrinos umwandeln – ohne dabei viele Gammastrahlen zu produzieren.
Diese Entdeckung hilft uns besser zu verstehen, was in der Nähe der riesigen Schwarzen Löcher im Zentrum von Galaxien geschieht. Sie könnte auch dazu beitragen, das Verhalten des Schwarzen Lochs im Herzen unserer eigenen Galaxie zu verstehen.
Neutrinos sind sehr besondere Teilchen: Sie durchdringen alles, sogar die Erde, ohne Spuren zu hinterlassen. Um sie nachzuweisen, sind Geräte wie IceCube notwendig, die die seltenen Momente abwarten, in denen ein Neutrino mit Wasser oder Eis wechselwirkt.
Die in Physical Review Letters veröffentlichte Studie könnte unsere Sicht auf das Universum verändern.
Das IceCube-Observatorium in der Nähe des Südpols umfasst ein oberirdisches Labor und 5.160 Detektoren, die in einer Tiefe von 1,5 bis 2,5 km im Eis vergraben sind. Der untere Teil des Bildes ist eine künstlerische Darstellung eines detektierten Ereignisses. Die Farbe der Kugeln zeigt den Zeitpunkt der Signalerkennung, und ihre Größe entspricht der registrierten Energie.
© IceCube Collaboration/NSF
Warum sind diese Neutrinos so interessant?
Neutrinos reisen ungehindert durch Hindernisse und erreichen uns direkt aus sehr weit entfernten oder extrem gewalttätigen Orten, wie Sternenexplosionen oder der Umgebung von Schwarzen Löchern.
Durch die Untersuchung von Neutrinos können Forscher mehr über diese Orte erfahren, die man mit Teleskopen nicht direkt beobachten kann. Zum Beispiel ermöglichen uns die von der Sonne stammenden Neutrinos, die nuklearen Reaktionen in ihrem Kern zu verstehen.
Die Neutrinos aus der Galaxie NGC 1068 zeigen, dass man mit diesen Teilchen neue astrophysikalische Phänomene entdecken kann. Sie ergänzen das, was wir bereits mit Teleskopen und Radioteleskopen sehen, die Licht, Röntgenstrahlen oder Radiowellen einfangen.
Warum sendet ein Schwarzes Loch einen Materiestrahl aus?
Im Zentrum einiger Galaxien ziehen gigantische Schwarze Löcher Materie an, die sich um sie herum zu einer Scheibe formt. Manchmal fällt ein Teil dieser Materie nicht über den Ereignishorizont des Schwarzen Lochs, sondern wird mit relativistischer Geschwindigkeit ausgestoßen und bildet einen langen Strahl, der im Kosmos sehr weit sichtbar ist.
Diese Strahlen sind Orte mit extremen Bedingungen: Teilchen werden dort auf Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Wissenschaftler verstehen noch nicht alles, aber sie glauben, dass sehr starke Magnetfelder eine Rolle spielen.
Die Neutrinos und Gammastrahlen, die von diesen Strahlen stammen, liefern wertvolle Hinweise. Mit ihrer Hilfe testen Forscher ihre Theorien, um besser zu verstehen, wie Schwarze Löcher ihre Galaxie beeinflussen.
Langfristig könnte dies helfen zu erklären, wie Galaxien sich entwickeln, da ihr zentrales Schwarzes Loch eine wichtige Rolle in ihrer Entstehung zu spielen scheint.