(Bildnachweis: Wolfgang Steffen, UNAM)
Auf den ersten Blick scheinen kleine Sterne und supermassereiche Schwarze Löcher nur wenig gemeinsam zu haben.
Kleine Sterne oder „Protosterne“ haben noch nicht genug Masse, um die Kernfusion von Wasserstoff zu Helium in ihren Kernen auszulösen – der Prozess, der einen Hauptreihenstern ausmacht. Supermassive Schwarze Löcher hingegen haben eine Masse, die Millionen oder sogar Milliarden von Sonnen entspricht, die auf einen Raum von nur wenigen Milliarden Kilometern Breite gepresst sind. Zum Vergleich: Das Sonnensystem ist schätzungsweise 18,6 Billionen Kilometer breit. Dennoch haben Protosterne und supermassive Schwarze Löcher zumindest eines gemeinsam: Sie stoßen beide astrophysikalische Hochgeschwindigkeitsstrahlen von ihren Polen aus, während sie an Masse gewinnen, um größer zu werden. Und neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass der Mechanismus, der diese Jets erzeugt, für diese Objekte an den entgegengesetzten Enden des astrophysikalischen Spektrums derselbe sein könnte.
Das Forschungsteam kam zu dieser Schlussfolgerung, als es ein helixförmiges Magnetfeld in einem protostellaren Jet mit der Bezeichnung HH 80-81 entdeckte. HH 80-81 ist der schnellste protostellare Jet, der je beobachtet wurde. Er entspringt einem Stern, der sich im Herzen einer Geburtswolke aus Gas und Staub namens IRAS 18162-204 befindet. Diese Wolke befindet sich in einer Entfernung von etwa 5 540 Lichtjahren. Darüber hinaus ähneln die spiralförmigen Magnetfelder in den beobachteten Jets den Strukturen, die in Jets beobachtet werden, die aus supermassereichen Schwarzen Löchern austreten.
„Dies ist der erste solide Beweis dafür, dass spiralförmige Magnetfelder astrophysikalische Jets auf verschiedenen Skalen erklären können, was die Universalität des Kollimationsmechanismus unterstützt“, sagte Adriana Rodríguez-Kamenetzky, Teamleiterin und Forscherin am Institut für Theoretische Experimentelle Astronomie (IATE), in einer Erklärung.
Analyse des HH80-81-Jets. Links ist ein stromlinienförmiges Bild der Komponente des Magnetfelds parallel zur Himmelsebene zu sehen. In der Mitte zeigt eine Farbskala die Richtung des Magnetfelds entlang der Sichtlinie (rot, vom Beobachter weg, und blau, zum Beobachter hin). Rechts ist die 3D-Konfiguration des Magnetfelds in Form einer Spirale zu sehen. (Bildnachweis: Rodríguez-Kamenetzky et al. 2025, The Astrophysical Journal).
Es ist nicht das erste Mal, dass Wissenschaftler einen Zusammenhang zwischen den Mechanismen herstellen, die Jets von supermassiven Schwarzen Löchern und Jets von Protosternen auslösen – allerdings gab es noch nie einen definitiven Beweis für spiralförmige Magnetfelder in protostellaren Jets.
Dieser Nachweis war schwierig zu erbringen, da das von diesen Jets ausgesendete Licht meist thermisch ist. Bereits 2010 haben wir mit dem Very Large Array (VLA) die nicht-thermische Emission und das Vorhandensein eines Magnetfelds nachgewiesen, aber wir konnten seine 3D-Struktur nicht untersuchen“, so Carlos Carrasco-González, Mitglied des Teams und Forscher am Institut für Radioastronomie und Astrophysik (IRyA), in der Erklärung.
Durch die Aufrüstung des VLA, eines Radioteleskops, das etwa zwei Autostunden von Albuquerque entfernt ist, konnten diese Beschränkungen nun überwunden werden. Infolgedessen war das Team in der Lage, eine sehr detaillierte Analyse der Rotationsmessung (RM) des Jets von HH 80-81 durchzuführen. Die RM-Analyse ermöglichte es den Wissenschaftlern, die Rotation der Lichtpolarisation beim Durchgang durch magnetisiertes Plasma zu korrigieren. Unter Berücksichtigung dieser sogenannten „Faraday-Rotation“ konnten die Forscher die wahre Ausrichtung des Magnetfelds von HH 80-81 ermitteln.
„Zum ersten Mal konnten wir die 3D-Konfiguration des Magnetfelds in einem protostellaren Jet untersuchen“, sagte Alice Pasetto, Mitglied des Teams und Wissenschaftlerin am IRyA, in der Erklärung.
Die erste Anwendung der RM-Analyse auf einen protostellaren Jet zeigte ein eindeutiges spiralförmiges Magnetfeld in HH 80-81. Dies deutet darauf hin, dass diese verdrehten Magnetfelder in der Tat ein universeller Mechanismus für den Start astrophysikalischer Jets sind.
Die Forschungsergebnisse des Teams wurden am 7. Januar im Astrophysical Journal Letters veröffentlicht.
