Astronomen haben erstmals direkt die atemberaubende Geschwindigkeit eines Teilchenjets gemessen, der aus einem Schwarzen Loch ausbricht – er rast mit 99,5 Prozent der Lichtgeschwindigkeit. Die Entdeckung, die mit einem kontinentgroßen Radioteleskop in Australien gemacht wurde, enthüllt eine kosmische Maschine von fast unvorstellbarer Kraft.
## Die relativistische Kanone am Himmel
## Ein Teleskop so groß wie ein Kontinent
## Warum diese Messung wichtig ist
Das Phänomen stammt von einem Doppelsternsystem namens MAXI J1820+070, etwa 10.000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Dieses System enthält ein stellares Schwarzes Loch, den Überrest eines kollabierten Sterns, das aktiv Material von einem Begleitstern anzieht. Während dieses entrissene Gas nach innen spiralt, bildet es eine überhitzte Scheibe. Von den Polen dieser Scheibe aus schießt das Schwarze Loch Zwillingsstrahlen oder Jets aus subatomaren Teilchen ins Leere. Diese Jets sind ein grundlegendes Merkmal Schwarzer Löcher, doch ihre genaue Funktionsweise blieb bisher rätselhaft.
Um dies zu lösen, wandte sich ein internationales Team unter australischer Leitung dem Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) zu, einem Netzwerk aus 36 Schüsselantennen, die über Hunderte von Kilometern in Westaustralien verteilt sind. Durch die Kombination ihrer Signale wirkt ASKAP wie ein einziges, kontinentgroßes Auge. Im April 2022 entdeckten sie einen plötzlichen, mächtigen Ausbruch von den Jets des MAXI J1820+070. Entscheidend war, dass sie eine Zeitverzögerung zwischen dem Eintreffen des Lichts von der Basis des Jets und einem hellen Materieknoten weiter außen beobachteten. Diese Verzögerung von nur 52 Millisekunden ermöglichte es ihnen, eine kosmische Geschwindigkeitsmessung durchzuführen.
Das Ergebnis war eine direkte Messung der Strömungsgeschwindigkeit des Jets: 299.537 Kilometer pro Sekunde oder 99,5 Prozent der Lichtgeschwindigkeit. Das Team berechnete auch die kinetische Leistung des Jets und stellte fest, dass sie der gesamten Strahlungsleistung der Akkretionsscheibe ebenbürtig ist. Das bedeutet, das Schwarze Loch leitet genauso viel Energie in das Schleudern von Teilchen in den tiefen Raum, wie in die Erzeugung des gleißenden Lichts aus seiner unmittelbaren Umgebung. Der Fund liefert den ersten konkreten Maßstab für theoretische Modelle, wie Schwarze Löcher Gravitationsenergie in diese fokussierten Strahlen umwandeln.
Diese bahnbrechende Messung bietet eine neue empirische Grundlage für die Astrophysik. Indem sie die extremen Geschwindigkeiten und die immense Kraft dieser relativistischen Jets bestätigt, haben Wissenschaftler nun einen kritischen Datenpunkt, um eine der effizientesten und gewalttätigsten Maschinen des Universums zu verstehen. Es zeigt, dass die Energie, die in diese schmalen Strahlen gelenkt wird, eine dominante und bisher nicht quantifizierte Ausgabe eines sich ernährenden Schwarzen Lochs ist, was unser Verständnis davon verändert, wie diese Objekte mit ihrer galaktischen Umgebung interagieren und sie beeinflussen.
