Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

ALMA bringt starkes Magnetfeld in der Nähe eines supermassereichen Schwarzen Lochs zum Vorschein

17.04.2015

Wissenschaftler haben mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) am Rand des Ereignishorizonts eines supermassereichen Schwarzen Lochs ein extrem starkes Magnetfeld aufgespürt, das alle bisher im Zentrum einer Galaxie gemessenen Felder in den Schatten stellt. Diese neuen Beobachtungen helfen Astronomen dabei, Struktur und Entstehung dieser massereichen Bewohner von Galaxienzentren und die doppelseitigen Hochgeschwindigkeits-Jets aus Plasma zu verstehen, die sie an ihren Polen ausstoßen. Die Ergebnisse werden am 17. April 2015 in der Zeitschrift Science veröffentlicht.

Supermassereiche Schwarze Löcher, oftmals mit dem Milliardenfachen der Sonnenmasse, befinden sich im Herzen nahezu aller Galaxien im Universum. Diese Schwarzen Löcher können gewaltige Mengen an Materie in Form einer sie umgebenden Scheibe akkretieren.


Künstlerische Darstellung eines supermassereichen Schwarzen Lochs im Zentrum einer Galaxie

Illustration: ESO/L. Calçada

Während der größte Teil dieser Materie vom Schwarzen Loch verschlungen wird, kann ein kleiner Teil kurz vor dem Einfang entkommen und wird mit nahezu Lichtgeschwindigkeit in Form eines Plasma-Jets in den Weltraum geschleudert. Dieser Vorgang ist noch nicht ausreichend verstanden, obwohl man davon ausgeht, dass starke Magnetfelder, die nahe dem Ereignishorizont auftreten, eine entscheidende Rolle in diesem Prozess spielen und der Materie helfen, dem gähnenden Schlund der Dunkelheit zu entkommen.

Bis heute wurden nur schwache Magnetfelder weit entfernt von Schwarzen Löchern – mit mehreren Lichtjahren Abstand – untersucht [1]. Im Rahmen einer neuen Studie nutzten Astronomen der Chalmers University of Technology und des Onsala Space Observatory in Schweden nun ALMA, um Signale aufzuspüren, die direkt mit dem starken Magnetfeld unmittelbar am Ereignishorizont des Schwarzen Lochs in der fernen Galaxie PKS 1830-211 in Zusammenhang stehen. Das Magnetfeld befindet sich genau an der Stelle, an der Materie plötzlich in Form eines Jets vom Schwarzen Loch weggeblasen wird.

Das Astronomenteam maß die Stärke des Magnetfeldes, indem es untersuchte, wie das Licht polarisiert ist, das sich vom Schwarzen Loch entfernt.

„Polarisation ist eine wichtige Eigenschaft von Licht und wird im Alltag häufig genutzt, zum Beispiel bei Sonnenbrillen oder 3D-Brillen im Kino“, erklärt Ivan Marti-Vidal, der Erstautor der Studie. „Wenn sie natürlichen Ursprungs ist, kann Polarisation dazu verwendet werden, um Magnetfelder zu vermessen, da Licht seine Polarisation ändert, wenn es durch ein magnetisiertes Medium hindurchgeht. In diesem Fall war das Licht, des wir mit ALMA aufgenommen haben, durch die Materie direkt am Schwarzen Loch hindurchgegangen, einem Ort voll von hochmagnetisiertem Plasma.“

Die Astronomen setzten ein neu entwickeltes Analyseverfahren für die ALMA-Daten ein und fanden so heraus, dass sich die Richtung der Polarisation der Strahlung gedreht hatte, die aus dem Zentrum von PKS 1830-211 kam [2]. Dabei handelt es sich um die kürzesten Wellenlängen, die je in dieser Art von Beobachtung genutzt wurden, was es ermöglicht, die Regionen sehr nahe am zentralen Schwarzen Loch zu untersuchen [3].

„Wir haben klare Hinweise auf eine Polarisationsdrehung, die mehr als hundert mal so groß ist, wie die größte Änderung, die zuvor je im Universum gefunden wurde“, ergänzt Sebastien Muller, Koautor der Studie. „Dank ALMA ist unsere Entdeckung ein großer Sprung, was die Beobachtung von Frequenzen angeht. Das ilt auch für die Entfernung vom Schwarzen Loch, in der wir das Magnetfeld untersucht haben – in der Größenordnung von gerade einmal einigen Lichttagen vom Ereignishorizont. Diese Erkenntnisse und zukünftige Forschungen werden uns dabei helfen, zu verstehen, was wirklich in der unmittelbaren Umgebung des supermassereichen Schwarzen Lochs vor sich geht.“

Endnoten

[1] Deutlich schwächere Magnetfelder sind in der Umgebung um das vergleichsweise inaktive supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße gefunden worden.

[2] Magnetfelder induzieren einen Faraday-Effekt, was eine jeweils unterschiedliche Drehung der Polarisation bei unterschiedlichen Wellenlängen verursacht. Je nachdem wie die Drehung von der Wellenlänge abhängt, lassen sich Rückschlüsse über das Magnetfeld in der Region ziehen.

[3] Die Beobachtungen mit ALMA fanden bei einer effektiven Wellenlänge von 0,3 Millimetern statt, bei früheren Untersuchungen dagegen bei deutlich längeren Wellenlängen. Nur Licht, das eine Wellenlänge im Millimeterbereich hat, kann aus der Region sehr nahe am Schwarzen Loch entkommen, langwelligere Strahlung wird absorbiert.

Zusatzinformationen

Die hier vorgestellten Forschungsergebnisse von Martí-Vidal et al. erscheinen am 17. April 2015 unter dem Titel „A strong magnetic field in the jet base of a supermassive black hole ” in der Zeitschrift Science.

Die beteiligten Wissenschaftler sind I. Martí-Vidal (Onsala Space Observatory und Department of Earth and Space Sciences, Chalmers University of Technology, Schweden), S. Muller (Onsala Space Observatory und Department of Earth and Space Sciences, Chalmers University of Technology), W. Vlemmings (Department of Earth and Space Sciences und Onsala Space Observatory, Chalmers University of Technology), C. Horellou (Department of Earth and Space Sciences, Chalmers University of Technology) und S. Aalto (Department of Earth and Space Sciences, Chalmers University of Technology).

Das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ist eine internationale astronomische Einrichtung, die gemeinsam von der ESO, der US-amerikanischen National Science Foundation (NSF) der USA und den japanischen National Institutes of Natural Sciences (NINS) in Kooperation mit der Republik Chile betrieben wird. Getragen wird ALMA von der ESO im Namen ihrer Mitgliedsländer, von der NSF in Zusammenarbeit mit dem kanadischen National Research Council (NRC), dem taiwanesischen National Science Council (NSC) und NINS in Kooperation mit der Academia Sinica (AS) in Taiwan sowie dem Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

Bei Entwicklung, Aufbau und Betrieb agiert die ESO für ihre Mitgliedsländer, das National Radio Astronomy Observatory (NRAO), das seinerseits von Associated Universities, Inc. (AUI) betrieben wird, für den nordamerikanischen Beitrag und das National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) für den ostasiatischen Beitrag. Dem Joint ALMA Observatory (JAO) obliegt die übergreifende Projektleitung für den Aufbau, die Inbetriebnahme und den Beobachtungsbetrieb von ALMA.

Die Europäische Südsternwarte (engl. European Southern Observatory, kurz ESO) ist die führende europäische Organisation für astronomische Forschung und das wissenschaftlich produktivste Observatorium der Welt. Getragen wird die Organisation durch 16 Länder: Belgien, Brasilien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Italien, die Niederlande, Österreich, Polen, Portugal, Spanien, Schweden, die Schweiz und die Tschechische Republik. Die ESO ermöglicht astronomische Spitzenforschung, indem sie leistungsfähige bodengebundene Teleskope entwirft, konstruiert und betreibt. Auch bei der Förderung internationaler Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Astronomie spielt die Organisation eine maßgebliche Rolle. Die ESO verfügt über drei weltweit einzigartige Beobachtungsstandorte in Chile: La Silla, Paranal und Chajnantor. Auf dem Paranal betreibt die ESO mit dem Very Large Telescope (VLT) das weltweit leistungsfähigste Observatorium für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren Lichts und zwei Teleskope für Himmelsdurchmusterungen: VISTA, das größte Durchmusterungsteleskop der Welt, arbeitet im Infraroten, während das VLT Survey Telescope (VST) für Himmelsdurchmusterungen ausschließlich im sichtbaren Licht konzipiert ist. Die ESO ist einer der Hauptpartner bei ALMA, dem größten astronomischen Projekt überhaupt. Auf dem Cerro Armazones unweit des Paranal errichtet die ESO zur Zeit das European Extremely Large Telescope (E-ELT) mit 39 Metern Durchmesser, das einmal das größte optische Teleskop der Welt werden wird.

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsländern (und einigen weiteren Staaten) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.

Pressemitteilung der Europäischen Südsternwarte (Garching)


Kontaktinformationen

Carolin Liefke
ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie
Heidelberg, Deutschland
Tel: 06221 528 226
E-Mail: eson-germany@eso.org

Ivan Marti-Vidal
Onsala Space Observatory
Onsala, Sweden
Tel: +46 31 772 55 57
E-Mail: ivan.marti-vidal@chalmers.se

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-Mail: rhook@eso.org

Weitere Informationen:

http://www.eso.org/public/germany/news/eso1515/?nolang - Webversion der Pressemitteilung mit einem Video (auch in höher aufgelösten Versionen). Zugang vor Ablauf der Sperrfrist bitte bei lars@eso.org erfragen
http://www.eso.org/public/germany/images/archive/search/?adv=&subject_name=A... - Fotos von ALMA

Dr. Carolin Liefke | Max-Planck-Institut für Astronomie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Ein neues Experiment zum Verständnis der Dunklen Materie
14.06.2018 | Max-Planck-Institut für Radioastronomie

nachricht Quanten-Übertragung auf Knopfdruck
14.06.2018 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Im Focus: First real-time test of Li-Fi utilization for the industrial Internet of Things

The BMBF-funded OWICELLS project was successfully completed with a final presentation at the BMW plant in Munich. The presentation demonstrated a Li-Fi communication with a mobile robot, while the robot carried out usual production processes (welding, moving and testing parts) in a 5x5m² production cell. The robust, optical wireless transmission is based on spatial diversity; in other words, data is sent and received simultaneously by several LEDs and several photodiodes. The system can transmit data at more than 100 Mbit/s and five milliseconds latency.

Modern production technologies in the automobile industry must become more flexible in order to fulfil individual customer requirements.

Im Focus: ALMA entdeckt Trio von Baby-Planeten rund um neugeborenen Stern

Neuartige Technik, um die jüngsten Planeten in unserer Galaxis zu finden

Zwei unabhängige Astronomenteams haben mit ALMA überzeugende Belege dafür gefunden, dass sich drei junge Planeten im Orbit um den Säuglingsstern HD 163296...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz – Schafft der Mensch seine Arbeit ab?

15.06.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Asteroidenforschung in Garching

13.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neuer Abwehrmechanismus gegen Sauerstoffradikale entdeckt

18.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Umwandlung von nicht-neuronalen Zellen in Nervenzellen

18.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Im Fußballfieber: Rittal Cup verspricht Spannung und Spaß

18.06.2018 | Unternehmensmeldung

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics