Ein kosmisches Auge, das die Erde seit Milliarden von Lichtjahren beobachtet. Astronomen haben ein bisher unveröffentlichtes Bild des Magnetfelds eines Blazars aufgenommen, der den Spitznamen "Auge Saurons" trägt.
Dieses Bild, das Ergebnis von fünfzehn Jahren Beobachtungen, bietet einen Einblick in die zugrunde liegenden Mechanismen. Blazare wie PKS 1424+240 sind supermassereiche Schwarze Löcher, die Teilchenstrahlen mit Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit aussenden. Eine nahezu perfekte Ausrichtung mit der Erde macht sie besonders sichtbar und hell.
Das als "Auge Saurons" bezeichnete Bild zeigt das Magnetfeld eines Energiestrahls, der von einem fernen Blazar ausgeht. Quelle: Y.Y. Kovalev et al.
Die Forscher nutzten das VLBA-Radioteleskopnetzwerk, um dieses einzigartige Bild zu rekonstruieren. Die Ausrichtung des Strahls zur Erde verstärkte die Signale und ermöglichte diese detaillierte Beobachtung. Diese seltene Konfiguration bietet ein einzigartiges Fenster in die extremen Prozesse in der Nähe supermassereicher Schwarzer Löcher.
Die in Astronomy and Astrophysics veröffentlichte Studie markiert einen wichtigen Schritt zum Verständnis von Blazaren. Sie zeigt unter anderem, wie Magnetfelder die Bildung und Richtung der Strahlen beeinflussen. Diese Entdeckungen könnten auch den Ursprung von Neutrinos beleuchten, jenen geisterhaften Teilchen, die das Universum fast ohne Wechselwirkung durchqueren.
Der Strahl des Blazars, nahezu perfekt auf die Erde ausgerichtet, zeigt bisher unerreichte Details seiner magnetischen Struktur. Quelle: NSF/AUI/NRAO/B. Saxton/Y.Y. Kovalev et al.
Wie produzieren Blazare Neutrinos?
Blazare sind extrem energiereiche kosmische Quellen, die Teilchen auf phänomenale Geschwindigkeiten beschleunigen können. In diesen Umgebungen können Protonen so hohe Energien erreichen, dass sie sich in Neutrinos verwandeln – Teilchen mit fast keiner Masse, die sehr schwer nachzuweisen sind.
Magnetfelder spielen dabei eine Schlüsselrolle. Sie kanalisieren und beschleunigen die Teilchen entlang der Strahlen und schaffen so ideale Bedingungen für die Neutrinoproduktion. Diese Entdeckung hilft zu erklären, warum einige Blazare wichtige Quellen dieser geisterhaften Teilchen sind.
Das Verständnis dieses Mechanismus ist für die Hochenergieastrophysik von Bedeutung. Es ermöglicht ein besseres Verständnis der extremen Prozesse im Universum, insbesondere in der Nähe supermassereicher Schwarzer Löcher.
Warum ist die Ausrichtung von Blazaren zur Erde so wichtig?
Die nahezu perfekte Ausrichtung der Blazarstrahlen zur Erde verstärkt ihre Helligkeit erheblich. Dieser Effekt, der auf Einsteins spezieller Relativitätstheorie beruht, macht diese Objekte zu den hellsten im Universum im Bereich der Gamma- und Röntgenstrahlung.
Diese Ausrichtung ermöglicht es Astronomen auch, die innere Struktur der Strahlen detailliert zu untersuchen. Ohne diese besondere Konfiguration würden die Details der Magnetfelder und Teilchenbeschleunigungsprozesse weitgehend unsichtbar bleiben.
Diese Ausrichtung begünstigt auch den Nachweis von Neutrinos, die von Blazaren emittiert werden. Sie bietet somit die Möglichkeit, diese schwer fassbaren Teilchen zu untersuchen und ihre Rolle im Universum besser zu verstehen.