Astronomer haben erstmals einen Mikroblazar in der Milchstraße nachgewiesen. Das rund 12.000 Lichtjahre entfernte System IRAS 18293−0941 besteht aus einem massereichen Stern und einem kompakten Schwarzen Loch, das einen Teilchenstrahl mit etwa 75 Prozent der Lichtgeschwindigkeit abgibt, welcher fast direkt auf die Erde gerichtet ist.
Drei Jahrzehnte lang suchten Forschende nach einem Phänomen in unserer Galaxie, das den gigantischen extragalaktischen Blazaren gleicht. Nun hat ein internationales Team das Doppelsternsystem IRAS 18293−0941 als ersten bestätigten Mikroblazar der Milchstraße identifiziert. Das Objekt war bereits im Jahr 1983 durch den Infrarotsatelliten IRAS katalogisiert worden, geriet jedoch über Jahre hinweg in Vergessenheit.
Ein verdeckter Binärstern und sein zehn Sonnenmassen schweres Schwarzes Loch
Das System liegt verborgen hinter dichten Wolken aus interstellarem Staub. Alles in IRAS 18293−0941 war direkt vor unseren Augen verdeckt
, erklärt Josep Martí von der Universität Jaén, der die Studie leitet. Es sitzt von so viel Staub bedeckt, dass es praktisch unsichtbar ist.
Langfristige Beobachtungen an spanischen Sternwarten wie Montsec und Calar Alto enthüllten ein feines Flackern im Licht des Hauptsterns. Dies verriet den Forschenden, dass ein kompaktes Schwarzes Loch mit etwa zehn Sonnenmassen den massereichen Begleitstern alle 11,38 Tage umkreist. Durch seine Gravitation zieht das Schwarze Loch kontinuierlich Materie ab. Ein Teil dieser Materie sammelt sich in einer Akkretionsscheibe, bevor sie in das zentrale Objekt stürzt; ein anderer Teil entweicht über zwei entgegengesetzte Jets in den Weltraum.
Das Europäische VLBI-Netzwerk bestätigt den kosmischen Teilchenstrahl zur Erde
Weil der Jet mit rund 75 Prozent der Lichtgeschwindigkeit nahezu direkt auf die Erde zielt, verstärkt der Effekt der relativistischen Beaming-Strahlung seine Helligkeit im Radiobereich massiv. Der entgegengesetzte Jet wandert von unserem Planeten weg und bleibt optisch unsichtbar. Um zu beweisen, dass die einseitige Radioemission tatsächlich zu dem Sternsystem gehört und nicht von einer fernen Hintergrundgalaxie stammt, nutzte das Forschungsteam das European VLBI Network, kurz EVN. Dieser weltweite Radioteleskop-Verbund umfasst Antennen in Südafrika und Europa.
Durch die Kombination der hochauflösenden EVN-Aufnahmen mit den präzisen Positionsdaten des Raumfahrzeugs Gaia gelang der endgültige Nachweis. Die vom EVN erreichte Auflösung zusammen mit den präzisen Positionsdaten des Weltraumteleskops Gaia bestätigte zweifelsfrei: Der Jet gehört unmittelbar zu diesem Sternsystem
, betont Benito Marcote vom Joint Institute for VLBI ERIC in den Niederlanden.
A one-sided radio jet on its own could always be from a distant galaxy that happens to lie in the same direction of the star we were studying.
Benito Marcote, Joint Institute for VLBI ERIC, JIVE
Spuren des unsichtbaren Zwillingsjets und hochenergetische Gammastrahlen
Obwohl der rückwärtige Teilchenstrahl unsichtbar bleibt, zeugt seine Wucht von enormen physikalischen Kräften. Daten des südafrikanischen Radioteleskops MeerKAT zeigen eine rund 100 Lichtjahre große Schockblase im interstellaren Medium. An ihrem äußeren Rand prallt der Strahl mit voller Wucht auf eine dichte Molekülwolke, wodurch ein heller Hotspot entsteht.
An genau dieser Aufprallstelle registrierten Observatorien wie LHAASO in China, HAWC in Mexiko, H.E.S.S. in Namibia und das Weltraumteleskop Fermi ultrahochenergetische Gammastrahlung. Die gemessenen Photonen übertreffen Energiewerte von 100 Billionen Elektronenvolt. Damit liefert der Nachweis von IRAS 18293−0941 ein entscheidendes Puzzleteil, um den Ursprung der energiereichsten kosmischen Strahlen direkt innerhalb unserer eigenen Galaxie zu erklären.
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