Aus den Zentren aktiver Galaxien – von Quasaren, Blasaren, Radiogalaxien – strömen hochenergetische Jets fast lichtschnell ins All. Sie entstehen in der Umgebung eines supermassereichen Schwarzen Lochs. Astronomen fanden heraus, dass die Strahlung der rätselhaften, viele 100 000 Lichtjahre langen Energiebündel von extrem energiereichen Teilchen erzeugt wird.
Ein internationales Astronomenteam um Sebastian Jester von der University of Southampton hatte den Jet des berühmten Quasars 3C 273 mit den Röntgen- und Infrarotsatelliten Chandra und Spitzer ins Visier genommen, um den Ursprung der Strahlung aufzuklären.
Bisher konkurrierten zwei Vorstellungen darüber, wie die Röntgenstrahlung im Jet entsteht. Dem Compton-Modell zufolge streuen niederenergetische Teilchen Photonen aus der Kosmischen Hintergrundstrahlung vom Urknall und erzeugen so die hochenergetische Strahlung. Dem Synchrotron-Modell zufolge gibt es im Jet dagegen extrem energiereiche Elektronen oder Protonen, die selbst Röntgenstrahlung abgeben. Die neuen Daten zeigen klar, dass die Radiostrahlung, das infrarote und optische Licht sowie die Röntgenstrahlung nicht unabhängig voneinander entstehen. Vielmehr wird die gesamte vom Jet emittierte Strahlung von extrem energiereichen Teilchen als Synchrotron-Strahlung abgegeben. Damit ist das Compton-Modell widerlegt.
Die Jets haben eine typische Ausdehnung von über 100 000 Lichtjahren. Die Lebensdauer der strahlenden Teilchen beträgt aber nur etwa 100 Jahre. Die hochenergetischen Partikel, die fast mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs sind, können also nicht einfach aus dem Schwarzen Loch geschossen werden, um dann weit draußen ihre Energie als Strahlung abzugeben – dazu existieren sie zu kurz. Vielmehr müssen sie vor Ort beschleunigt werden, unmittelbar dort, wo sie ihre Energie als Strahlung abgeben – also überall im leuchtenden Jet.
„Der innere Aufbau eines Jets ist sehr viel komplizierter, als wir bisher angenommen haben”, sagt Astronom Sebastian Jester. „ Mysteriös bleibt, wie die Jets es schaffen, Teilchen vor Ort so extrem zu beschleunigen.”
