Forschende haben das bisher größte Paar von Plasmastrahlen entdeckt, das je aus einem Schwarzen Loch beobachtet wurde. Die gigantischen Strahlen schießen 23 Millionen Lichtjahre weit ins All und sind damit die größten, die jemals entdeckt wurden. Zum Vergleich: Diese Entfernung entspricht 140 nebeneinandergelegten Milchstraßen. Die Entdeckung könnte unser Verständnis darüber, wie Schwarze Löcher das Universum beeinflussen, grundlegend verändern.
Schwarzes Loch aus einer fernen Galaxie
Die Wissenschaftler*innen haben die gigantischen Strahlen „Porphyrion“ genannt, nach einem Riesen der griechischen Mythologie. Die Strahlen stammen aus einem supermassiven Schwarzen Loch, das in einer Galaxie sitzt, die zehnmal so massereich wie unsere Milchstraße ist und etwa 7,5 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt liegt. Die Forscher*innen vermuten, dass die sogenannten Jets bereits entstanden, als das Universum erst 6,3 Milliarden Jahre alt war.
„Als wir die riesigen Jets entdeckten, waren wir ziemlich überrascht“, erklärt Martijn Oei, Postdoktorand am Caltech und Hauptautor der Studie in einer Mitteilung. Schwarze Löcher, wie das von Porphyrion, erzeugen die mächtigen Strahlen durch Magnetfelder, die das Plasma fast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigen. Diese Strahlen tragen nicht nur Energie, sondern auch Materie und Magnetfelder weit über ihre eigene Galaxie hinaus.
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„Es war sehr aufregend“
Die neue Entdeckung wurde mithilfe des europäischen LOFAR-Teleskops (kurz für: Low Frequency Array) gemacht. Dabei wurden über 10.000 solcher gigantischen Jets gefunden, was darauf hindeutet, dass diese Phänomene im Universum häufiger sind, als bisher gedacht. „Wir hatten keine Ahnung, dass es so viele davon gibt“, erklärte Oei.
„Normalerweise entdecken wir etwas Neues, wenn wir eine neue Beobachtungsmöglichkeit erhalten, wie LOFARs Kombination aus weitem Sichtfeld und sehr hoher Empfindlichkeit für ausgedehnte Strukturen, aber es war trotzdem sehr aufregend, so viele dieser Objekte auftauchen zu sehen“, bestätigte auch Martin Hardcastle, Zweitautor der Studie und Professor für Astrophysik an der University of Hertfordshire in England.
Diese Jets beeinflussen möglicherweise auch das sogenannte kosmische Netz, ein Netzwerk aus Galaxien und Filamenten, das den Raum durchzieht. „Bis jetzt schienen diese riesigen Jetsysteme ein Phänomen des jüngeren Universums zu sein“, sagt Oei. „Wenn entfernte Jets wie diese die Ausmaße des kosmischen Netzes erreichen können, dann könnte jeder Ort im Universum irgendwann in der kosmischen Zeit von der Aktivität Schwarzer Löcher betroffen gewesen sein.“
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Entdeckung stellt Forschende vor neuen Fragen
Die Wissenschaftler*innen vermuten, dass diese gigantischen Strahlen der Schwarzen Löcher die Entwicklung von Galaxien maßgeblich beeinflusst haben könnten. „Diese Entdeckung zeigt, dass ihre Auswirkungen viel weiter reichen können, als wir dachten“, erklärt George Djorgovski Professor für Astronomie und Datenwissenschaft am Caltech.
Der Fund von Porphyrion stellt auch eine neue Herausforderung für die Forschung dar: Wie können diese gigantischen Strahlen aus den Schwarzen Löchern über so weite Entfernungen stabil bleiben? Die Wissenschaftler*innen planen nun, die Auswirkungen dieser Jets auf ihre Umgebung genauer zu untersuchen, insbesondere den Einfluss auf Magnetfelder, die für das Entstehen von Leben eine entscheidende Rolle spielen könnten.
Quellen: „Black hole jets on the scale of the cosmic web“ (Nature, 2024); Caltec
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