Projekt: Helligkeitsschwankungen aktiver Galaxienkerne - Naturwissenschaftliches Labor für Schüler am FKG e. V.

Projekt: Helligkeitsschwankungen aktiver Galaxienkerne

Ein Aktiver Galaxienkern AGN (engl.: active galactic nucleus) ist eine Region im Zentrum einer Galaxie, die enorme Mengen Energie in Form von Licht, Radio-, Röntgen- und Gammastrahlung sowie schnelle Partikel in sogenannten Jets aussendet.

Um das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum (bis zum 100 Millionen Sonnenmassen) rotiert die Akkretionsscheibe aus Gas, Staub und Plasma. Dieses Material stürzt in Spiralbahnen ins zentrale Schwarze Loch. Dabei wird Gravitationsenergie in Strahlungsenergie umgewandelt.

Als zentrale Maschine eines AGN wird ein Binärsystem Schwarzer Löcher vermutet, das beim Verschmelzen zweier Galaxien entsteht. Die beiden zentralen Schwarzen Löcher vereinigen sich nicht sofort, sondern umkreisen sich zunächst. Dabei werden Schwankungen in der Abstrahlung des AGN erzeugt, die über einen längeren Zeitraum hinweg gemessen werden. So könnten die Massen und Abstände dieser möglichen Binärsysteme Schwarzer Löcher bestimmt und somit die Existenz eines solchen Binärsystems im Zentrum dieser Galaxien nachgewiesen werden.

Wissenschaftler des Lehrstuhls für Astronomie der Universität Würzburg erforschen Aktive Galaxienkerne, in dem sie die ausgesendete Gammastrahlung mit dem MAGIC-Teleskopsystem auf La Palma messen.

Diese Forschung wird ergänzt durch Messungen der periodischen Helligkeitsschwankungen dieser AGN im sichtbaren Spektralbereich, die Schüler des FKG an der Hans-Haffner-Sternwarte seit Sommer 2012 durch-führen. Durch diese begleitenden Beobachtungen der Schüler wird die Überwachung der AGN auf eine neue Qualitätsstufe angehoben: Über einen mehrjährigen Zeitraum entsteht ein einzigartiger Datensatz über das Langzeitverhalten der AGN im optischen Spektralbereich, der es erlaubt, durch statistische Methoden die Signaturen der Binärsysteme Schwarzer Löcher aufzuspüren und so deren Existenz zu verifizieren.

Erste Ergebnisse flossen schon in fachwissenschaftliche Publikationen ein, bei denen Schüler als gleichberechtigte Co-Autoren auftreten: