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Abbildung 1:
Die linear polarisierte Radiostrahlung, die von energetischen
Elektronen innerhalb der hintenliegenden Magnetfeldlinien ausgesandt wird
(grüner Pfeil gibt die Ebene der Linearpolarisation an), wandelt sich
während ihres Fluges durch die vorderen Magnetfeldlinien teilweise
in Zirkularpolarisation um. Diese Umwandlung geschieht, weil Radiostrahlung,
deren Linearpolarisation parallel zu den Magnetfeldlinien liegt, sich langsamer
ausbreitet als Radiostrahlung mit dazu senkrechter Polarisation. Unsere
linear polarisierte Radiostrahlung hat senkrechte und paralelle Anteile,
die miteinander im Takt schwingen. Durch deren unterschiedliche Geschwindigkeiten
kommen diese beiden Komponenten quasi aus dem Takt, sie schwingen versetzt.
Im Zusammenspiel ergeben die versetzt schwingenden Komponenten eine zirkulare
Schwingung des elektrischen Feldes, wie skizziert.
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Seit 20 Jahren beobachten Astronomen, dass sich die Radiostrahlung
des 2,6 Millionen Sonnenmassen schweren SgrA* entgegen dem Uhrzeigersinn
dreht. Dies ist durchaus erstaunlich, denn diese Drehrichtung ist nahezu
die einzige Konstante in den Beobachtungsdaten von dem rasenden Geschehen
rund um das schwarze Loch. Die Akkretionsscheibe, eine um das schwarze
Loch rotierende Gasscheibe, dreht sich innerhalb von rund einer Stunde
um die eigene Achse und stösst dabei radioleuchtende Jets aus. Die
Leuchstärke der Jets sowie ihre Anteile an Zirkular- und Linearpolarisation
variieren dabei beträchtlich.
Auf Grund dieser Beobachtungen geht das Modell von zwei
Voraussetzungen aus. Erstens: Es gibt einen konstanten Mechanismus, der
die gleichbleibende Drehrichtung der Radiostrahlung erklärt. Zweitens:
Dieser Mechanismus erfolgt innerhalb sich rasant ändernder Grössen.
Denn anders als bisherige Modelle geht die neue Arbeit nicht davon aus,
dass die Magnetfelder innerhalb des Jets eine weitgehend konstante Richtung
haben (Im Falle von SgrA* müsste die Richtung 20 Jahre lang gleich
geblieben sein, was angesichts der schnellen Grössenänderungen
innerhalb von Stunden unwahrscheinlich erscheint). Der neue Mechanismus
funktioniert dagegen auch dann, wenn die Magnetfelder ihre Richtung ändern.
Er basiert auf der Annahme, dass - auf Grund der Rotation der Akkretionsscheibe
- die Magnetfelder im Jet verdrillt sind.
Die Strahlung des Jets wird an diesen Magnetfeldverzwirbelungen
so modifiziert, dass sich die Schwingungen ihres elektrischen Feldes teilweise
verändern: Aus einem Teil der Linarpolarisation wird Zirkularpolarisation.
Abbildung 1 zeigt, dass sich die Zirkularpolarisation entgegengesetzt zur
Akkretionsscheibe dreht.
Das bedeutet im Fall von SgrA*, dass seine Akkretionsscheibe
im Uhrzeigersinn rotieren sollte. Mit diesem Modell lässt sich die
über 20 Jahre konstante Drehrichtung der Zirkularpolarisation erklären,
denn sie hängt allein von der Drehung der Akkretionsscheibe ab, die
sich nur äusserst selten verändern sollte. Ihre Rotation
wird vermutlich von Winden verursacht, die eine Gruppe junger, heisser
Sterne auswirft, die SgrA* umkreisen. Beobachtungen zeigen, dass
diese Sterne ebenfalls im Uhrzeigersinn um das schwarze Loch fliegen (siehe
Abbildung 2).
Sollten sich weitere Bestätigungen für den vorgeschlagenen
Mechanismus finden lassen, könnte die bisher unbeobachtbare Drehrichtung
der Akkretionsscheiben um schwaze Löcher mit Hilfe von Zirkularpolarisationsmessungen
bestimmt werden.
Torsten Enßlin
Literatur/Links:
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Abbildung 2:
Sternenhaufen, in dessen Zentrum SgrA* sitzt (Abbildung
aus Gentzel 2000).
Die Pfeile zeigen die Bewegungsrichtung einzelner Sterne an. Die blau markierten
Sterne sind junge, heisse Sterne, deren Winde vermutlich SgrA* mit Gas
versorgen. Da sich diese Sterne vorzugsweise im Uhrzeigersinn um SgrA*
bewegen, sollte die aus dem Gas dieser Winde gebildete Akkretionsscheibe
in gleicher Richtung rotieren - im Uhrzeigersinn, wie es das Model vorschlägt.
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Abbildung 3:
Gaswolke im Zentrum der Galaxie, in deren Mitte SgrA*
und der zentrale Sternenhaufen liegen(blau: Radiostrahlung gemessen von
Yusef-Zadek & Morris. rot: FIR von Phillip, Zykla, & Mezger). Die
Rotationsrichtung der Wolke ist - genauso wie die der Milchstrasse
- entgegengesetzt zu der Richtung der jungen heissen Sterne und der für
SgrA* aus der Zirkularpolaristaion abgeleiteten Rotationsrichtung.
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