Sie schießen gebündelte Ströme aus Elektronen, Atomkernen und magnetischen Feldern in ihre kosmische Heimat und darüber hinaus: Einige supermassereiche Schwarze Löcher im Zentrum von Galaxien machen sich durch gigantische Ausströme – sogenannte Jets bemerkbar. Bereits seit einiger Zeit stehen diese faszinierenden Strukturen im Fokus der Astronomie. Details ihrer Entstehung sind zwar noch unklar, grundsätzlich sind sie aber auf die sogenannte Akkretion – das Fressverhalten der Schwerkraft-Giganten zurückzuführen: Die Jets entstehen durch die extremen dynamischen und magnetischen Effekte, die auf die Materiescheibe um aktive Schwarze Löcher wirken.
Es war bereits bekannt, dass die Ströme sehr weit ins All hinausreichen und damit den Materiefluss im galaktischen und sogar intergalaktischen Medium beeinflussen können. Frühere Beobachtungen der Jets von Schwarzen Löchern ließen vermuten, dass sie Größen von fünf Millionen Parsec (ein Parsec sind 3,26 Lichtjahre) nicht überschreiten. Mit seinen rund sieben Millionen Parsec belegt das neue Rekord-Exemplar nun allerdings, dass die Ströme auch über noch größere Distanzen hinweg der Zerstörung durch kosmologische Instabilitäten entgehen können.
Das größte Jet-System unter vielen
Entdeckt haben es die Forschenden um Martijn Oei von der Universität Leiden im Rahmen einer Himmelsdurchmusterung zur Suche nach den geheimnisvollen Jets. Dabei kam das europäische Radioteleskop LOFAR (LOw Frequency ARray) zum Einsatz. Es handelt sich um einen Verbund aus vielen Antenneneinheiten an verschiedenen Standorten in Europa, deren Signale zu einem einzigen Signal kombiniert werden. Um nach Jets zu suchen, wurden die Radiodaten unter anderem durch maschinelles Lernen ausgewertet. Dadurch kam das Team Tausenden von großen Jet-Systemen Schwarzer Löcher auf die Spur.
„Riesenjets waren bereits bekannt, bevor wir mit der Kampagne begannen, aber wir hatten keine Ahnung, dass sich so viele finden würden“, sagt Co-Autor Martin Hardcastle von der University of Hertfordshire. Unter den Entdeckungen befand sich dann auch der neue Rekordhalter. Aus den Berechnungen ging hervor, dass die Struktur insgesamt eine Länge von sieben Millionen Parsec, also etwa 23 Millionen Lichtjahre erreicht. Sie wird dabei von zwei Jets gebildet, die in entgegengesetzten Richtungen von einem supermassereichen Schwarzen Loch ausgehen. „Die Milchstraße wäre ein kleiner Punkt in diesen beiden gigantischen Gebilden. Wir sprechen hier von insgesamt 140 Milchstraßendurchmessern“, sagt Oei.
Wie sich Jets so weit über ihre Wirtsgalaxien hinaus ausdehnen können, bleibt bisher zwar unklar. „Meine Interpretation ist aber, dass ungewöhnlich langlebige und stabile Akkretionsereignisse um die supermassereichen Schwarzen Löcher nötig sind. So können sie so lange aktiv sein, dass die Jets während dieser ganzen Zeit in dieselbe Richtung zeigen. Was wir aus der großen Anzahl der gefundenen Riesen lernen, ist, dass dies offenbar relativ häufig der Fall ist“, sagt Hardcastle.
