Forschungsgruppe zu kosmischen Jets verlängert

12. Dezember 2025, von MIN-Dekanat

Foto: Frecot, Eppel, López-Miralles, Perucho & Kadler

Die Forschungsgruppe „Relativistic Jets in Active Galaxies“ (FOR 5195), an der auch Forschende aus dem Fachbereich Physik der Universität Hamburg beteiligt sind, erforscht seit 2021 die leistungsstarken Plasmastrahlen, die von supermassiven Schwarzen Löchern ausgehen. Nun hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) ihre Förderung verlängert, für das Vorhaben stehen rund 4,75 Millionen Euro zur Verfügung.

Im Zentrum nahezu jeder großen Galaxie befindet sich ein supermassives Schwarzes Loch – ein Objekt mit einer Masse, die Millionen bis Milliarden Mal so groß ist wie die unserer Sonne. Während diese kosmischen Giganten für ihre Anziehungskraft bekannt sind, können sie unter bestimmten Bedingungen nicht nur Materie verschlingen, sondern diese auch in Form starker Plasmastrahlen wieder ins All schleudern.

Diese Phänomene werden als „relativistische Jets“ bezeichnet – Ströme hochenergetischer Teilchen, die aus der Nähe des Schwarzen Lochs fast mit Lichtgeschwindigkeit in den Weltraum schießen. Sie können weite Entfernungen jenseits ihrer Heimatgalaxien erreichen. „Die Erforschung dieser Jets ist von großer Bedeutung, weil sie viele fundamentale Aspekte unseres Universums prägen“, erklärt Prof. Dr. Marcus Brüggen, der als Projektleiter dieser Gruppe an der Sternwarte der Universität Hamburg tätig ist. Eine wichtige Einrichtung für die Erforschung dieser „relativistischen Jets“ ist das internationale Teleskop „Low Frequency Array“ (LOFAR), dessen Messstation in Norderstedt von der Universität Hamburg betrieben wird.

In den vergangenen vier Jahren haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Fortschritte bei der Beantwortung zahlreicher Fragen zur Natur der kosmischen Jets gemacht. So waren sie unter anderem an den Beobachtungen des „Event Horizon Telescope“ (EHT) beteiligt. Diese führten zu den weltweit ersten Einblicken in supermassive Schwarze Löcher und die zugehörigen „Startplätze“ kosmischer Jets (https://www.uni-wuerzburg.de/en/news-and-events/news/detail/news/blackhole-jets/).

 „Mit unseren Erkenntnissen haben wir die Grundlage für neue, noch ambitioniertere Ziele gelegt“, sagt der Sprecher der Forschungsgruppe, Prof. Dr. Matthias Kadler von der Universität Würzburg.

Die Forschenden des Netzwerks verfolgen drei zentrale Ziele:

1. Die Entstehung der Jets verstehen: Wie genau bilden sich diese Strahlen direkt am Rand der Schwarzen Löcher, und was verleiht ihnen ihre enorme Energie und präzise Ausrichtung?
   
   
2. Zusammensetzung und Strahlung der Jets analysieren: Woraus bestehen die Jets, und welche physikalischen Prozesse lassen sie so hell leuchten – von Radiowellen bis hin zu energiereicher Gamma- und Teilchenstrahlung?
   
   
3. Einfluss der Jets auf das Universum bewerten: Wie prägen diese Plasmastrahlen die Entwicklung ganzer Galaxien und Galaxienhaufen, zum Beispiel durch die Regulation der Sternentstehung und die Erwärmung ihrer Umgebung?

Ein deutschlandweites Netzwerk mit großer Expertise

Die Forschungsgruppe vereint Fachwissen aus verschiedenen Bereichen der Astrophysik – von theoretischer Modellierung und Computersimulationen bis hin zu Beobachtungen mit den besten Teleskopen der Welt. Die Universität Würzburg koordiniert das Netzwerk.

Weitere Einrichtungen, die vom Netzwerk gefördert werden, sind die Universitäten Erlangen-Nürnberg, Heidelberg, die Max-Planck-Institute für Radioastronomie in Bonn und für Astronomie in Heidelberg, das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam sowie das Deutsche Elektronen-Synchrotron (DESY) in Zeuthen. International sind die Open University im Vereinigten Königreich, IA-FORTH in Griechenland und die Universität Valencia eng in die Forschung eingebunden.