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Die aus Würzburg geleitete Forschungsgruppe „Relativistische Jets in Aktiven Galaxien“ untersucht seit 2021 die gewaltigen Plasmaströme, die von supermassereichen Schwarzen Löchern ausgehen. Jetzt hat die DFG die Förderung verlängert.
Im Zentrum beinahe jeder großen Galaxie verbirgt sich ein supermassereiches Schwarzes Loch – ein Objekt mit einer millionen- bis milliardenfachen Masse unserer Sonne. Während diese kosmischen Giganten für ihre unvorstellbare Anziehungskraft bekannt sind, können sie unter bestimmten Bedingungen Materie nicht nur verschlingen, sondern auch in Form von gewaltigen Plasmaströmen wieder ins All schleudern.
Diese als „relativistische Jets“ bekannten Phänomene sind gebündelte Ströme aus hochenergetischen Teilchen, die mit annähernd Lichtgeschwindigkeit aus der unmittelbaren Umgebung des Schwarzen Lochs schießen. Sie strahlen über das gesamte elektromagnetische Spektrum hinweg und können eine Ausdehnung erreichen, die weit über die ihrer Heimatgalaxie hinausreicht. „Die Erforschung dieser Jets ist von fundamentaler Bedeutung, da sie tiefgreifende Fragen der Astrophysik und Kosmologie berührt“, sagt Matthias Kadler.
Kadler ist Professor für Astrophysik am Lehrstuhl für Astronomie der Universität Würzburg und Sprecher der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanzierten Forschungsgruppe „Relativistische Jets in Aktiven Galaxien“ (FOR 5195). Unter ihrem Dach sind zahlreiche, auf diesem Gebiet führende Forschungseinrichtungen aus Deutschland sowie Europäische Partnergruppen versammelt; die Universität Würzburg koordiniert den Verbund.
Auszeichnung für die herausragende wissenschaftliche Arbeit
Seit gut vier Jahren arbeitet das Netzwerk daran, das Wissen über diese Jets zu vertiefen – und das mit Erfolg: Jetzt hat die DFG die Arbeit der Forschungsgruppe für weitere vier Jahre verlängert. Sie stellt dafür rund 4,75 Millionen Euro zur Verfügung. „Die Verlängerung ist eine Auszeichnung für die herausragende wissenschaftliche Arbeit unserer Forschungsgruppe und ein Beleg für das hohe Potenzial des Forschungsthemas“, freut sich Matthias Kadler.
In den vergangenen vier Jahren haben die Mitglieder der Forschungsgruppe signifikante Fortschritte bei der Beantwortung zahlreicher Fragen rund um das Wesen von Jets erzielt. So waren sie beispielsweise an den bahnbrechenden Beobachtungen des Event Horizon Telescope (EHT) beteiligt. Diese führten zu den weltweit ersten Bildern von den Schatten supermassereicher Schwarzer Löcher und den damit verbundenen „Startrampen“ der kosmischen Jets.
Mit seiner Arbeit ist die Gruppe allerdings noch nicht am Ende – ganz im Gegenteil: „Mit unseren Erkenntnissen haben wir die Grundlage für neue, noch ambitioniertere Ziele geschaffen“, sagt Matthias Kadler. Er sei deshalb zuversichtlich, dass die Gruppe auch in den kommenden Jahren neue und spannende Details über Jets herausfinden wird.
Drei zentrale Ziele verfolgen die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler:
1. Den Ursprung von Jets verstehen: Wie genau entstehen diese Jets direkt am Rande von Schwarzen Löchern und was verleiht ihnen ihre enorme Energie und präzise Ausrichtung?
2. Jet-Zusammensetzung und Strahlung analysieren: Woraus bestehen diese Jets und welche physikalischen Prozesse lassen sie so extrem hell leuchten – von Radiowellen bis hin zur hochenergetischen Gamma- und Teilchenstrahlung?
3. Den Einfluss von Jets auf das Universum bewerten: Wie prägen diese Plasmastrahlen die Entwicklung ganzer Galaxien und Galaxienhaufen, indem sie beispielsweise die Sternentstehung regulieren und ihre Umgebung aufheizen?
Für die kommende Förderperiode hat sich das Team neue Schwerpunkte gesetzt, die die Grenzen des bisher Bekannten verschieben sollen:
• Neutrino-Astronomie: Die Forschenden wollen den Zusammenhang zwischen Jets und hochenergetischen Neutrinos untersuchen.
• Kosmologische Entwicklung: Ein besonderer Fokus liegt auf der Rolle von Jets im frühen Universum. Aufgrund ihrer extremen Helligkeit dienen Jets als einzigartige Leuchtfeuer, um die Entwicklung von Galaxien und Schwarzen Löchern über Milliarden von Jahren nachzuvollziehen.
• Neue und verbesserte Teleskope: Die Forschungsgruppe bringt sich schlagkräftig ein in die Entwicklung und Verbesserung modernster Teleskope wie etwa des Bayerischen Wetterstein Millimeter Teleskops, der Europäischen Forschungsinfrastrukturen Low Frequency Array (LOFAR) und Cherenkov Telescope Array (CTA) oder des weltweiten Global Millimetre VLBI Array (GMVA).
Ein deutschlandweites Expertennetzwerk
Die Forschungsgruppe bündelt die Expertise aus verschiedenen Bereichen der Astrophysik – von der theoretischen Modellierung über Computersimulationen bis hin zu Beobachtungen mit den weltbesten Teleskopen. Fünf der zehn Teilprojekte der Forschungsgruppe werden an der JMU Würzburg geleitet. Neben Kadler sind daran die Professoren Sara Buson und Karl Mannheim beteiligt sowie der Nachwuchsgruppenleiter Dr. Christian Fromm. Zu den weiteren geförderten Institutionen des Netzwerks gehören die Universitäten Erlangen-Nürnberg, Hamburg und Heidelberg, die Max-Planck Institute für Radioastronomie in Bonn und für Astronomie in Heidelberg, das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam und das Deutsche Elektronen-Synchrotron (DESY) in Zeuthen. International sind die Open University in Großbritannien, das IA-FORTH in Griechenland und die Universität Valencia eng in die Forschungen eingebunden.
Prof. Dr. Matthias Kadler, Universität Würzburg, Lehrstuhl für Astronomie, T: +49 931 31-85138, matthias.kadler@uni-wuerzburg.de
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Wissenschaftler
Physik / Astronomie
überregional
Forschungsprojekte, Kooperationen
Deutsch
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