M87 Jet

(Originalarbeit unter https://chandra.harvard.edu)

Chandra bringt Licht in das Problem des komplizierten Jets von M87

Das Chandra-Röntgen-Observatorium der NASA hat Astronomen den bislang  detailreichsten Blick auf den Röntgenjet gegeben, der sich wie ein Schneidbrenner durch den Kern von M87, einer riesigen elliptischen Galaxie, brennt. M87 befindet sich 50 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Virgo.

Das Röntgenbild des Jets zeigt eine unregelmäßige, knotige Struktur, die dem gleicht, was Radioteleskope und das Hubble-Weltraum-Teleskop fanden. Im Bild ganz außen links beherbergt der helle galaktische Kern ein strahlendes supermasse-reiches Schwarzes Loch. Man vermutet, daß der Jet durch starke elektromagnetische Kräfte erzeugt wird. Diese Kräfte, verursacht durch auf das supermassereiche Schwarze Loch wirbelnde Materie, schieben Gas und Magnetfelder vom Schwarzen Loch entlang seiner Rotationsachse in einem schmalen Jet weg. Im Innern des Jet haben Schockwellen hoch-energetische Elektronen zur Folge, die sich entlang von Magnetfeldlinien bewegen, dabei auf Grund des Synchrotron-prozeßes strahlen und Knoten erzeugen, die man im Radio-, optischen und Röntgenlicht beobachtet. Synchrotronstrahlung wird durch geladene Teilchen mit hoher Geschwindigkeit, etwa Elektronen, erzeugt. Diese Strahlung wird ausgesendet, wenn die geladenen Teilchen in einem Magnetfeld beschleunigt werden.

Im Zusammenwirken von High Energy Transmission Grating (HETG) mit dem Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS) an Bord von Chandra konnten die Forscher das Spektrum, bzw. die Verteilung der Energie der Röntgenstrahlung genau messen. Dies lieferte starken Rückhalt für das Modell, in dem Elektronen in den Knoten auf hohe Energien beschleunigt werden und Röntgenstrahlung durch den Synchrotronprozeß aussenden.

Das Spektrum und die Intensität der Röntgenstrahlung aus dem galaktischen Kern weist ebenfalls darauf hin, daß diese Strahlung nicht durch heißes Gas, erzeugt durch auf das supermassereiche Schwarze Loch fallendes Material, verursacht wird. Vielmehr könnte eine hochenergetische, bildlich bisher nicht aufgelöste Abströmung nah am Schwarzen Loch die Röntgenstrahlung durch den gleichen Synchrotronprozeß erzeugen, der die von Chandra im Jet beobachteten Verdichtungen erklärt.

Ein Team von Astronomen, geleitet von Herman Marshall am Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, beobachtete am 17. – 18. Juli 2000 mit Chandra M87 für 10.6 Stunden. Nach Marshall ist eine der bemerkenswerten Entdeckungen der Untersuchung, daß die Knoten nahe am Kern im Röntgenlicht viel heller als die fernsten Verdichtungen sind, jedenfalls im Verhältnis zu den optischen und den Radiobändern. Obwohl der genaue Grund für diese Abschwächung unbekannt ist, steht dies vermutlich in Verbindung mit der Abbremsung des Jets, die mit Hubble entdeckt wurde.

• Kurzinformation:
• Scale: Image is 32 x 21 arcsec across
• Category: Quasars & Active Galaxies
• Coordinates (J2000): RA 12h 30m 49.40s | Dec +12° 23′ 27.90″
• Constellation: Virgo
• Color Code: Intensity
• Instrument: ACIS
• Distance Estimate: 50 million light years
• Release Date: September 26, 2001
• References:  H. Marshall et al. ”A High Resolution X-ray Image of the Jet in M87” The Astrophysical Journal 564, Number 2