Astronomen sehen einen großen Boom, wenn das Magnetfeld eines Schwarzen Lochs plötzlich umschlägt

Zweihundertsechsunddreißig Millionen Lichtjahre entfernt und vor 236 Millionen Jahren brach ein seltsames und intensives Licht von einem fernen astronomischen Objekt aus. Das intergalaktische Grollen wurde hier auf der Erde entdeckt, als Astronomen schnell bestätigten, dass das Leuchten um ein supermassereiches Schwarzes Loch herum entstand. Die spontane Umkehrung der Magnetpole des Schwarzen Lochs könnte nach letzterer Hypothese der Grund dafür sein, aber die Kontroverse bleibt ungelöst.

Die einfach als 1ES 1927 + 654 bezeichnete Galaxie, die eine solche Sensation verursacht, umkreist ein supermassereiches Schwarzes Loch, das millionen- oder milliardenmal so groß ist wie unsere Sonne. Dies gilt für die meisten größeren Galaxien, einschließlich unserer eigenen, der Milchstraße, die ein supermassereiches Schwarzes Loch in ihrem Zentrum hat und um das die galaktischen Sonnensysteme kreisen. Schwarze Löcher enthalten verblüffende Massen, die Raum und Zeit um sie herum verzerren. Licht selbst kann der intensiven Gravitationskraft jenseits des sogenannten Ereignishorizonts nicht entkommen, was eine direkte Beobachtung im Wesentlichen unmöglich macht. Was Astronomen „überwachen“ können, sind Emissionen verschiedener Strahlungsformen, darunter sichtbares Licht von Akkretionsscheiben, die schwarze Löcher umgeben, sowie Gravitationswellen, die sie möglicherweise aussenden.

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Ein Ball aus extrem heißen Gaspartikeln, bekannt als Korona, wurde als Quelle der heftigen Eruption von ultraviolettem und sichtbarem Licht identifiziert. Die Korona befindet sich in der Akkretionsscheibe eines Schwarzen Lochs – eine Vielzahl gewöhnlicher Materie, die Schwarze Löcher schnell umkreist, auf der sicheren Seite des Ereignishorizonts – und emittiert unter normalen Bedingungen hochenergetische Röntgenpartikel. Als sich das seltene Ereignis von 2017 bis 2021 entfaltete, verschwanden die Röntgenstrahlen des Schwarzen Lochs vollständig, während die Emissionen von UV- und sichtbarem Licht astronomisch höhere Werte erreichten, als sie es normalerweise tun würden.

Die Umkehrung von Magnetfeldern, bei der der Nordpol zum Südpol wird und umgekehrt, soll im Universum relativ häufig vorkommen. Die Magnetfelder der Erde drehen sich etwa alle Millionen Jahre um, obwohl diese Ereignisse völlig unvorhersehbar sind.

„Schnelle Veränderungen im sichtbaren und ultravioletten Licht wurden in einigen Dutzend Galaxien ähnlich wie dieser beobachtet“, sagte Dr. Sebasish Laha in einer Pressemitteilung der NASA. “Aber dieses Ereignis ist das erste Mal, dass wir Röntgenstrahlen vollständig ausfallen sehen, während andere Wellenlängen herausstrahlen.”

Das Warum ist seither umstritten. Ein Forscher am Goddard Space Flight Center der NASA, Laha, und ein internationales Expertenteam bieten eine mögliche Erklärung. Sie brachten die ungewöhnlichen Veränderungen in der Akkretionsscheibe mit einer magnetischen Umkehrung in einem kürzlich im Astrophysical Journal angenommenen Artikel in Verbindung. Ein anderer Autor der Studie, Dr. Mitchell Begelman, erklärte die Gründe für ihre Schlussfolgerung.

„Die magnetische Umkehrung, bei der der Nordpol zum Südpol wird und umgekehrt, scheint für die Beobachtungen am besten geeignet zu sein“, sagte Bigelman in einer Pressemitteilung. „An den Rändern der Akkretionsscheibe schwächt sich das Feld zunächst ab, was zu einem Temperatur- und Helligkeitsanstieg im sichtbaren und ultravioletten Licht führt.“

Es wird angenommen, dass eine solche Umkehrung von Magnetfeldern, bei der der Nordpol zum Südpol wird und umgekehrt, im Universum relativ häufig vorkommt. Die Magnetfelder der Erde drehen sich etwa alle Millionen Jahre um, obwohl diese Ereignisse völlig unvorhersehbar sind.

Innerhalb des expandierenden Universums sind nur wenige Himmelskörper so weit von unserer Reichweite entfernt wie Schwarze Löcher. Wir wissen, dass Schwarze Löcher Drehimpuls, Masse und Ladung haben, aber es ist nicht bekannt, ob es andere unterscheidbare Eigenschaften gibt. Der Physiker Stephen Hawking hat mit einem Duo von Physikern eine jahrzehntelange Wette darüber abgeschlossen, ob Schwarze Löcher weitere Informationen über ihr Innenleben preisgeben können oder nicht. Mit anderen Worten, es ist schwierig, die Details darüber zu kennen, wie das interne Magnetfeld eines Schwarzen Lochs umkehren könnte, da nur wenige physikalische Beweise verfügbar sind, um vorherzusagen, wie ein solches Ereignis innerhalb eines Schwarzen Lochs auftreten würde. Ihre Eigenschaften verwirren Wissenschaftler oft und verleihen Darstellungen in der Populärkultur und den Medien Aufregung.

Eine Warnung der All-Sky Automated Survey for Supernovae im März 2018 war der Auslöser für die Entdeckung der jüngsten Anomalie des Schwarzen Lochs. Sichtbares Licht, das 100-mal heller aus der fernen Galaxie stammt, erfordert einen genaueren Blick. Frühere Daten des von der NASA finanzierten Asteroid Impact Last Alert System zeigten, dass die radikale Transformation Ende 2017 begann. Satelliten, die auf die Galaxie gerichtet waren, enthüllten bald den Ursprung der Flare im galaktischen Zentrum.

Die Ursache der Störung führte zu einer Vielzahl von Schlussfolgerungen. Eine Arbeitshypothese deutete darauf hin, dass ein Stern ganz leicht in die Nähe des Schwarzen Lochs gedriftet sein könnte.


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Co-Autorin Dr. Josefa Becerra Gonzalez erklärte, dass „die vorherige Erklärung für die Explosion darauf hindeutete, dass ein Stern, der in der Nähe des Schwarzen Lochs vorbeigezogen war, platzte und den Gasfluss störte“, und fügte hinzu, dass die Länge des Ereignisses nicht dieser vorherigen Schlussfolgerung entspricht .

So weit hergeholt es klingen mag, Wissenschaftler sind nicht nur sehr spuckend. (Tatsächlich wäre dies nicht das erste Mal, dass ein Stern den Point of no Return eines Schwarzen Lochs überquert.) Während die referenzierte Veröffentlichung aus dem Jahr 2019 jedoch vor einer Rückkehr zur Homöostase in einer fernen Galaxie liegt, profitierten die neuen Erkenntnisse von einer größeren Bandbreite verfügbarer Daten. Das Neil-Gehrells-Swift-Observatorium der NASA und der XMM-Newton-Satellit der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) lieferten umfangreiche Daten, um eine neue Analyse der Ultraviolett- und Röntgenfrequenzen aus der Turbulenzquelle zu unterstützen, die die Theorie der Magnetfeldinversion stützten.

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