Zwillingsjets markieren Galaxienzentrum

Mithilfe des weltweiten Millimeter-VLBI-Netzwerks GMVA hat ein inter­natio­nales Forscher­team eine leucht­kräftige und kompakte Struktur mit einer Aus­dehnung von nur zwei Licht­tagen im Zentrum der aktiven Galaxie NGC 1052 beob­achtet. Die Beob­ach­tungen zeigen eine Magnet­feld­stärke zwischen 0,02 und 8,3 Tesla un­mittel­bar am Ereignis­horizont des zentralen schwarzen Lochs. Das Team unter Leitung von Anne-Kathrin Baczko von der Remeis-Stern­wart in Bamberg belegt damit, dass Magnet­felder die erfor­der­liche Energie zur Ver­sor­gung der hoch­ener­ge­tischen rela­ti­vis­tischen Jets in aktiven Galaxien zur Ver­fügung stellen können.

Die Beobachtungstechnik ermöglicht die Lokalisierung der Fuß­punkte von Jets auf Größen­skalen, die nahe an den Ereignis­horizont eines super­masse­reichen schwarzen Lochs heran­reichen. Das schwarze Loch selbst bleibt dabei un­sicht­bar. Die genaue Position des schwarzen Lochs wird in­direkt nach­ge­wiesen, in dem die Forscher die Position der Radio-Jets in Abhän­gig­keit von der Wellen­länge bestimmen, die im Extremum für eine Wellen­länge von Null gegen den Fuß­punkt des Jets kon­ver­giert. Der nach wie vor unbe­kannte Off­set zwischen dem Fuß­punkt des Jets und dem zentralen schwarzen Loch macht es schwierig, die funda­men­talen physi­ka­lischen Eigen­schaften in vielen Galaxien zu bestimmen. Eine über­raschende Symme­trie der Zwillings­jets von NGC 1052 ermög­licht es den Forschern, die tat­säch­liche Position des Akti­vi­täts­zentrums in dieser Galaxie inner­halb der zentralen Struktur zu bestimmen. Mit Aus­nahme des schwarzen Lochs im Zentrum unserer Milch­straße handelt es sich dabei um die bis­lang genau­este Loka­li­sierung der Position eines super­masse­reichen schwarzen Lochs.

„NGC 1052 stellt eine Schlüsselquelle dar, da sie direkt und eindeutig die Position eines schwarzen Lochs im noch nahen Uni­versum markiert“, sagt Baczko, die diese Forschungs­arbeit an den Unis Erlangen-Nürn­berg und Würz­burg, sowie am MPI für Radio­astro­nomie in Bonn durch­ge­führt hat. NGC 1052 ist eine ellip­tische Galaxie in einer Ent­fernung von etwa 6sechzig Milli­onen Licht­jahren.

Das Magnetfeld des supermassereichen schwarzen Lochs ist über die Kom­pakt­­heit und über die Leucht­kraft der Zentral­region in der Galaxie bestimmt worden. Diese Radio­quelle hat einen Durch­messer von nur 57 Mikro-Bogen­sekunden. Die einzig­artigen energie­reichen Zwillings-Jets in einer relativ nahen Galaxie, ähn­lich im Abstand zu der bekannten aktiven Galaxie M87, setzen NGC 1052 in die vorderste Reihe für zu­künftige Beob­ach­tungen der nahe­ge­legenen aktiven Galaxien in der kommenden Ära von Radio­inter­fero­metrie bei Milli­meter-Wellen­längen unter Ein­schluss von ALMA.

Die vorliegende Beobachtung könnte dabei helfen, das Rätsel zu lösen, wie die energie­reichen relati­vis­tischen Jets gebildet werden, die in den Zentren vieler aktiven Galaxien gefunden werden. Das Ergebnis ist von großer Be­deu­tung für die Astro­physik, da es zeigt, dass die frei­ge­setzte magne­tische Energie eines sehr schnell rotie­renden super­masse­reichen schwarzen Lochs den Antrieb für die Jets bilden kann.

MPIfR / RK