Bei der Forschung an Plasmaströmen im Labor wurde in der Mitte des letzten Jahrhunderts eine sehr starke magnetohydrodynamische Instabilität, die sogenannte Knick-Instabiliät (engl. kink instability) beobachtet und dokumentiert. Auch in den natürlich vorkommenden Plasmatrömen der Jets von aktiven Galaxienkernen werden solche Prozesse vermutet, allerdings konnten die genauen Zusammenhänge mit plötzlich
auftretenden Helligkeitsausbrüchen der AGN, sogenannten Flares, bisher nicht vollständig enträtselt werden.
In der aktuellen Ausgabe der hochrenomierten Fachzeitschrift Nature ist nun ein Artikel erschienen, in dem ein wichtiger Schritt in diese Richtung unternommen wird. An den zugrundeliegenden Beobachtungen war auch das AGN-Schülerteam des Naturwissenschaftlichen Labors für Schüler am FKG beteiligt.
Die Messungen erfolgten am aktiven Galaxienkern BL Lacertae, der im Sommer 2020 einen epochalen Helligkeitsausbruch hatte. Da das Schülerteam diesen AGN seit 2012 ohnehin regelmäßig und engmaschig überwacht, wurde der Anstieg der Helligkeit an der Hans-Haffner-Sternwarte sofort registriert. In den darauf folgenden Wochen setzten die Schüler alles daran, die Helligkeit dieses AGN in möglichst jeder Nacht zu bestimmen.
In den folgenden Monaten wurden die Daten aus Hettstadt mit denen von über 30 anderen Observatorien, die über die ganze Welt verteilt sind, kombiniert. Dies erfolgte im Rahmen eines internationalen Konsortiums, dem Whole Earth Blazar Telescope (WEBT), das von den beiden Astronomen Massimo Villata und Claudia Raiteri vom INAF-Osservatorio Astrofisico di Torino geleitet wird.
Durch die genauen Analyse der Daten fielen den Astronomen unter Federführung von Svetlana Jorstad von der Univerität Boston quasi-periodische Helligkeitsschwankungen mit außergewöhnlich kurzer Schwankungsdauer von zum Teil weniger als einem Tag, sogenannte QPOs (engl. quasi periodic oscillations) in den Datensätzen nachweisen. Diese QPOs sind gleichsam ein „Fingerabdruck“ der im Jet stattfindenen Prozesse. So konnten die Forschenden einen Zusammenhang zwischen dem Flare und der Knick-Instabilität schlüssig modellieren. Diese Argumentationskette, ausgehend von präzisen Messungen ist so bedeutend, dass die Zeitschrift Nature den Artikel in ihre Ausgabe vom 07. September 2022 aufgenommen hat.
Originalpublikation
“Rapid Quasi-Periodic Oscillations in the Relativistic Jet of BL Lacertae”, Nature, 07 September 2022.
DOI: 10.1038/s41586-022-05038-9. https://www.nature.com/articles/s41586-022-05038-9
Links
- Knick im Plasmastrom (Universität Würzburg)
- Internationales Forschungsteam findet Knick im Plasmastrom (TU Dortmund)
- Spitzenforschung in einem Schülerprojekt (Universität Würzburg)
