Aus dem Schlund des supermassiven Schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie M87 strömen zwei riesige Jets Tausende von Lichtjahren ins All. Wissenschaftler verstehen die Physik hinter den Jets noch nicht vollständig, die aus einer Mischung elektrisch geladener Teilchen oder Plasma bestehen (SN: 24.03.21). Aber sie seien „wirklich, wirklich erstaunlich“, sagt der Astrophysiker Alejandro Cruz-Osorio von der Goethe-Universität Frankfurt. Also erstellten er und seine Kollegen eine Computersimulation des Schwarzen Lochs von M87 und des wirbelnden Gases, das es in einer Akkretionsscheibe umgibt. Das Ziel: Finden Sie heraus, wie dieses Schwarze Loch – bereits bekannt dafür, dass es 2019 für ein Foto posierte (SN: 10.04.19) – wurde so ein Jet-Setter.
Unter den richtigen Bedingungen produziert diese Simulation Jets, die mit den Beobachtungen von M87 übereinstimmen, berichten die Forscher vom 4. November in Naturastronomie. Das Schwarze Loch verdreht spiralförmige Magnetfelder, die zwei hochenergetische Strahlen von Elektronen und anderen geladenen Teilchen umgeben. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich das Schwarze Loch schnell drehen muss, mit mehr als der Hälfte seiner nach den Gesetzen der Physik zulässigen Höchstgeschwindigkeit und möglicherweise mit bis zu 94 Prozent seiner maximal möglichen Geschwindigkeit.
Es stellte sich heraus, dass es entscheidend war, die Energien der Elektronen der Jets richtig einzustellen. Wenn sich Magnetfelder in den Jets in einem als magnetischer Wiederverbindung bekannten Prozess neu anordnen (SN: 03.08.21) werden Elektronen beschleunigt, was dazu führt, dass mehr von ihnen sehr hohe Energien haben. Dieser Effekt war in früheren Simulationen nicht enthalten, aber er war der Schlüssel dazu, dass sich die simulierten Jets wie reale Gegenstücke verhalten.