Die intensive elektromagnetische Umgebung in der Nähe eines Schwarzen Lochs kann Teilchen auf einen großen Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen und schickt die beschleunigten Teilchen entlang von Jets, die von jedem Pol des Objekts ausgehen. Im Fall der supermassereichen Schwarzen Löcher im Zentrum von Galaxien handelt es sich bei diesen Jets um wirklich kolossale Jets, die nicht nur Material aus der Galaxie, sondern möglicherweise aus der gesamten Nachbarschaft der Galaxie schleudern.
Aber diese Woche haben Wissenschaftler beschrieben, dass die Jets möglicherweise auch innerhalb einer Galaxie einige seltsame Dinge bewirken. Eine Untersuchung der Galaxie M87 zeigte, dass Nova-Explosionen in der Nähe eines der Jets des zentralen Schwarzen Lochs der Galaxie offenbar mit ungewöhnlich hoher Häufigkeit aufzutreten. Aber es gibt absolut keinen Mechanismus, der erklären könnte, warum das passieren könnte, und es gibt keine Anzeichen dafür, dass es bei dem Jet passiert, der in die entgegengesetzte Richtung fliegt.
Ob dieser Effekt real ist und ob wir eine Erklärung dafür finden können, bedarf möglicherweise einiger weiterer Beobachtungen.
Novas und Wedges
M87 ist einer davon die größeren Galaxien in unserem lokalen Teil des Universums, und sein zentrales Schwarzes Loch hat aktive Jets. Während einer früheren Periode regelmäßiger Beobachtungen hatte das Hubble-Weltraumteleskop herausgefunden, dass sich Sternexplosionen, sogenannte Novas, um den Jet herum angehäuft zu haben schienen.
Das macht sehr wenig Sinn. Novas treten in Systemen mit einem großen, wasserstoffreichen Stern auf, der von einem nahegelegenen Weißen Zwerg umkreist wird. Im Laufe der Zeit entzieht der Weiße Zwerg der Oberfläche seines Begleiters Wasserstoff, bis dieser auf seiner Oberfläche eine kritische Masse erreicht. An diesem Punkt schleudert eine thermonukleare Explosion das restliche Material vom Weißen Zwerg weg und der Zyklus wird neu gestartet. Da die Geschwindigkeit des Materialtransfers tendenziell ziemlich stabil ist, wiederholen sich Novas in einem Sternsystem oft in regelmäßigen Abständen. Und es ist überhaupt nicht klar, warum der Jet eines Schwarzen Lochs diese Regelmäßigkeit ändern würde.
Einige der an der ersten Studie beteiligten Personen hatten also Zeit, auf dem Hubble noch einmal hinzugehen und einen weiteren Blick darauf zu werfen. Und einen großen Teil des Jahres lang war Hubble alle fünf Tage auf M87 gerichtet, sodass es Novas einfangen konnte, bevor sie wieder verblassten. Insgesamt wurden dabei 94 Novas erfasst, die nahe dem Zentrum der Galaxie auftraten. Zusammen mit 41, die bei früheren Arbeiten identifiziert worden waren, ergab dies eine Sammlung von 135 Novas in dieser Galaxie. Anschließend zeichneten die Forscher diese relativ zum Schwarzen Loch und seinen Jets auf.
Der Bereich, in dem sich der Jet befindet (oben rechts), erlebt deutlich mehr Novas als der Rest des Galaxienkerns.
Lessing et. bei
Die Forscher teilten den Bereich um das Zentrum der Galaxie in zehn gleiche Segmente auf und zählten die in jedem Segment aufgetretenen Novas. In den neun Segmenten, die den Jet auf der der Erde zugewandten Seite der Galaxie nicht enthielten, betrug die durchschnittliche Anzahl der Novas 12. In dem Segment, das den Jet enthielt, betrug die Zahl 25. Eine andere Möglichkeit, dies zu betrachten, ist, dass die Die höchste Zahl in einem Nicht-Jet-Segment betrug nur 16 – und das in einem Segment unmittelbar neben dem Segment mit dem Jet darin. Die Forscher schätzen die Wahrscheinlichkeit, dass diese Anordnung zufällig auftritt, auf etwa eins zu 1.310 (also weniger als 0,1 Prozent).
Um ein separates Maß dafür zu erhalten, wie ungewöhnlich dies ist, platzierten die Forscher 8 Millionen Novas um das Zentrum der Galaxie herum. Die Verteilung war zufällig, aber voreingenommen, um der Helligkeit der Galaxie zu entsprechen, unter der Annahme, dass Novas in Gebieten mit mehr Sternen häufiger vorkommen . Dies wurde dann verwendet, um abzuschätzen, wie oft Novas in jedem dieser Segmente zu erwarten sind. Anschließend verwendeten sie eine große Auswahl an Keilen: „Um Geräusche zu reduzieren und P-Hacking bei der Auswahl der Keilgröße zu vermeiden, mitteln wir die Ergebnisse für Keile mit einer Breite zwischen 30 und 45 Grad.“
Insgesamt war die Verstärkung in der Nähe des Strahls erwartungsgemäß sowohl bei sehr schmalen als auch bei sehr breiten Keilen gering – schmale Keile beschneiden zu viel von dem vom Strahl betroffenen Bereich, während breite Keile viel Platz einschließen, wo man das Normale erhält Hintergrundrate. Der Höhepunkt liegt im Bereich von Keilen mit einer Breite von 25 Grad, wo die Anreicherung in der Nähe des Jets etwa das 2,6-fache beträgt. Das scheint also real zu sein.
