Jets geben viele Rätsel auf

FAU an DFG-Forschungsgruppe zu Plasmastrahlen aus Schwarzen Löchern beteiligt

Mit den superenergiereichen Jets, die aus Schwarzen Löchern herausschießen, befasst sich eine neue DFG-Forschungsgruppe unter der Leitung der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU). Die FAU ist daran ebenfalls mit zwei Astrophysikern beteiligt. Die Forschungsgruppe wird in den kommenden vier Jahren mit 3,6 Millionen Euro gefördert.

Schwarze Löcher befinden sich im Zentrum fast aller Galaxien. Sie haben eine unvorstellbar große Masse und ziehen darum Materie, Gas und sogar Licht an. Erst vor Kurzem haben astronomische Bilder, die die Ansammlung von Materie auf ein supermassives Schwarzes Loch abbilden, für Begeisterung in der Öffentlichkeit gesorgt.

Solche Schwarzen Löcher können immense Energie, die ursprünglich in ihrer Rotation oder der potenziellen Energie aufgesammelter Materie gespeichert war, in die Umgebung freisetzen. Sie tun das in Form von Jets. Bei Jets handelt es sich um gebündelte Plasmastrahlen, die Teilchen auf ungeheure Energien beschleunigen und aus dem Zentrum der Galaxie mit nahezu Lichtgeschwindigkeit ausstoßen. Solche Jets können mehrere hunderttausend Lichtjahre weit ins Weltall reichen und helle Radio-, Röntgen- und Gammastrahlung aussenden.

Viele Geheimnisse sind noch zu lösen

Jedoch stellen diese Jets die Wissenschaft vor viele Rätsel: Woraus bestehen sie? Wie werden sie in der unmittelbaren Umgebung supermassereicher Schwarzer Löcher gestartet? Welche Prozesse sind für ihre hochenergetische Strahlung verantwortlich und welche Wechselwirkungen gibt es mit der Muttergalaxie? Solche Fragen sollen in der neuen DFG-Forschungsgruppe „Relativistische Jets in Aktiven Galaxien“ geklärt werden.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert das Projekt mit 3,6 Millionen Euro innerhalb der nächsten vier Jahre mit der Möglichkeit der Fortsetzung in einer zweiten Förderphase über weitere vier Jahre. Sprecher der Gruppe ist der Astrophysik-Professor Dr. Matthias Kadler von der JMU. An der FAU sind Dr. Thomas Dauser und Prof. Dr. Jörn Wilms von der Dr. Karl Remeis-Sternwarte in Bamberg, dem Astronomischen Institut der FAU, beteiligt. Weitere Projekte sind an den Universitäten Hamburg und Heidelberg, am Leibniz-Institut für Astrophysik in Potsdam sowie an den Max-Planck-Instituten für Astronomie und Radioastronomie in Heidelberg und Bonn angesiedelt.

Beobachtungen und Modellierung besser zusammenbringen

Die Forschenden haben sich das ambitionierte Ziel gesetzt, ein Modell der Jets zu entwickeln, mit dem das Phänomen physikalisch erklärt werden kann und das mit allen Beobachtungen in Einklang steht. Erreicht werden soll dies durch eine Überwindung der historisch gewachsenen Trennungen zwischen verschiedenen wissenschaftlichen Zugängen zur Problemstellung, zum Beispiel, indem Beobachtungen und theoretische Modellierung stärker als bisher miteinander koordiniert werden.

„Beeindruckende Durchbrüche in der beobachtenden Astronomie und Astroteilchenphysik der letzten Jahre haben Jets noch weiter in den Fokus der modernen Forschung gerückt“, erklärt Prof. Dr. Matthias Kadler. „Gleichzeitig haben theoretische und numerische Modellierungen enorme Fortschritte gemacht. In unserer Forschungsgruppe wird dies erstmals in dieser Form und Breite zusammengeführt.“

Dr. Thomas Dauser ergänzt: „Im Teilprojekt der FAU werden wir Messungen im Röntgenbereich mit Satelliten und Messungen im Radiobereich zusammenbringen, um die Struktur der innersten Region um das Schwarze Loch herum, in der die Jets entstehen, zu studieren.“

Prof. Wilms betont: „Die Forschungsgruppe verbindet in diesem Projekt in idealer Weise die an den Universitäten Erlangen-Nürnberg und Würzburg vorhandene Kompetenz im Bereich der Untersuchungen Schwarzer Löcher und ihrer Jets im gesamten elektromagnetischen Spektrum.“

Förderfokus auf dem wissenschaftlichen Nachwuchs

DFG-Forschungsgruppen sollen es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern ermöglichen, sich aktuellen Fragen ihrer Fachgebiete zu widmen und innovative Arbeitsrichtungen zu etablieren. Die von der DFG bereitgestellten Mittel sollen zu großen Teilen zur Schaffung von Projektstellen für Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftler verwendet werden.

Weitere Informationen

Prof. Dr. Jörn Wilms
Dr. Karl Remeis-Sternwarte Bamberg – Astronomisches Institut
Tel.: 0951/95222-13
joern.wilms@sternwarte.uni-erlangen.de