Ungewöhnliche Plasmastruktur in ferner Galaxie entdeckt: Astronomen machen spektakuläre Momentaufnahme von OJ 287

Die Galaxie OJ 287 liegt rund fünf Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt, und sie beschäftigt Astronomen seit über 150 Jahren. Grund dafür sind ihre auffälligen Helligkeitsschwankungen, die immer wieder für Spekulationen über die Vorgänge im Zentrum der Galaxie sorgen. Wissenschaftler vermuten dort ein Paar supermassereicher Schwarzer Löcher, die sich gegenseitig umkreisen und eines Tages verschmelzen werden.

Nun ist es einem Team unter Leitung von Dr. Efthalia Traianou von der Universität Heidelberg gelungen, ein besonders detailliertes Bild aus dem Inneren dieser rätselhaften Galaxie zu gewinnen. Die Aufnahme, die mithilfe eines Weltraum-Radioteleskops erstellt wurde, zeigt einen bislang unbekannten, stark gekrümmten Abschnitt eines Plasmastrahls – ein sogenannter Jet –, der aus dem galaktischen Zentrum austritt.

OJ 287 zählt zur Klasse der sogenannten Blazare. Dabei handelt es sich um Galaxien mit aktiven Kernen, in denen ein supermassereiches Schwarzes Loch Materie verschlingt und dabei immense Energiemengen freisetzt. Ein Teil der Energie wird in Form von Plasmastrahlen ins All geschleudert. Solche Jets bestehen aus hochenergetischen Teilchen, Hitze, Magnetfeldern und schwereren Atomen. Die neu beobachtete Struktur zeigt, wie stark gekrümmt und komplex die Strahlen sein können.

Die neue Aufnahme reicht tief ins galaktische Zentrum hinein und offenbart dort eine bandförmige, scharf gebogene Jet-Struktur. Besonders bemerkenswert sind Regionen mit Temperaturen von über zehn Trillionen Grad Kelvin – ein deutlicher Hinweis für die extremen Bedingungen in unmittelbarer Nähe eines Schwarzen Lochs.

Virtuelles Radioteleskop

Darüber hinaus konnten die Forscher eine neue Schockwelle entlang des Jets beobachten, deren Entstehung und Ausbreitung sie genauer untersuchten. Sie konnten die Schockwelle mit einer besonders energiereichen Gammastrahlen-Emission aus dem Jahr 2017 in Verbindung bringen, bei der Messungen im Trillionen-Elektronenvolt-Bereich festgestellt wurden.

Technisch basiert die Entdeckung auf einer besonderen Kombination aus Weltraum- und Bodenteleskopen. Zum Einsatz kam beispielsweise ein Boden-Raum-Radiointerferometer, das aus der zehn Meter langen Antenne des RadioAstron-Projekts an Bord des russischen Satelliten Spektr-R sowie 27 erdgebundenen Radioteleskopen besteht. Zusammengeschaltet bildeten diese ein virtuelles Teleskop mit einem Durchmesser, der dem Fünffachen des Erddurchmessers entspricht.

Das hohe Auflösungsvermögen wird durch die Entfernung der einzelnen Radioteleskope zueinander erreicht. Die Messung nutzt die Wellennatur des Lichts und das Prinzip der Überlagerung, um besonders scharfe Bilder zu erzeugen.

Untersuchung extremer Objekte

Die neuen Beobachtungen stützen die Theorie, dass sich im Zentrum von OJ 287 tatsächlich zwei supermassereiche Schwarze Löcher befinden. Zudem lässt die detaillierte Darstellung des Jets darauf schließen, wie deren Bewegungen solche Plasmastrahlen formen und ausrichten.

An dem Projekt beteiligt waren Forschungseinrichtungen aus Deutschland, Italien, Russland, Spanien, Südkorea und den USA. Die Studienergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht. Die Erkenntnisse gelten als wichtiger Schritt auf dem Weg zu einem besseren Verständnis der extremsten Objekte des Universums.

Quellenhinweis:

Traianou, E., Gómez, J. L., Cho, I., Chael, A., Fuentes, A., Myserlis, I., Wielgus, M., Zhao, G.-Y., Lico, R., Moriyama, K., Dey, L., Bruni, G., Dahale, R., Toscano, T., Gurvits, L. I., Lisakov, M. M., Kovalev, Y. Y., Lobanov, A. P., Pushkarev, A. B., & Sokolovsky, K. V. (2025): Revealing a ribbon-like jet in OJ 287 with RadioAstron. Astronomy & Astrophysics.