Ein zweiter Jet und ein Einsteinring
Die Analysen enthüllten Überraschendes: Das Zentrum der Galaxie Markarian 501 erzeugt nicht nur einen Jet, sondern gleich zwei. Dieser neu entdeckte zweite Jet zeigt nicht direkt auf die Erde und veränderte sich im Laufe der 23 Beobachtungsjahre deutlich: „Die jet-ähnlichen Merkmale erscheinen zunächst auf der rechten Seite des Galaxienkerns, dann krümmen sie sich gegen den Uhrzeigersinn um ihn herum und erscheinen dann schließlich auf der linken Seite“, berichten Britzen und ihre Kollegen.
Veränderung des neu entdeckten zweiten Jets (blau) im Sommer 2023. © S. Britzen
Im Juni 2022 beobachteten die Astronomen ein besonderes Schauspiel: Die Strahlung des zweiten Jets erschien plötzlich ringförmig verzerrt – sie bildete einen Einsteinring. Eine solche ringförmige Lichtverzerrung entsteht, wenn ein massereiches Objekt im Vordergrund direkt vor der Lichtquelle vorbeizieht. Die Schwerkraft des Vordergrundobjekts krümmt dann die Raumzeit und vervielfacht und verzerrt dadurch die Lichtstrahlen des hinteren Objekts.
Zwei Schwerkraftgiganten im Engtanz
Aus diesen Beobachtungen schließen die Astronomen, dass es im Zentrum von Markarian 501 zwei einander eng umkreisende supermassereiche Schwarze Löcher geben muss. „Ein solches Doppelsystem wäre eine plausible Erklärung für den Ursprung der beiden Radio-Jets“, schreibt das Team. Dabei umkreist das zweite Schwarze Loch das etwas schwerere erste gegen den Uhrzeigersinn. Dabei zieht es seinen Jet hinter sich her und erzeugt so dessen sich verändernde Ausrichtung und Form.
Die Aufnahmen von Markarian 501 sind die erste direkte Abbildung eines engen Paares aktiver, Jets produzierender Schwarzer Löcher im Zentrum einer Galaxie. Nähere Analysen ergaben, dass diese beiden Schwarzen Löcher nur rund 121 Tagen für eine gegenseitige Umkreisung benötigen. Damit ist dieses Paar auch das engste bisher bekannte, wie die Astronomen erklären. Zwischen den beiden Schwerkraftgiganten liegen nur rund 470 astronomische Einheiten – das entspricht nur rund 70 Millionen Kilometern.
Verschmelzung schon in 100 Jahren möglich
Das Spannende daran: Die beiden supermassereichen Schwarzen Löcher umkreisen sich so eng, dass ihr Abstand sich sehr schnell weiter verringern wird. Damit befindet das Gigantenpaar in diesem Blazar schon im Endstadium seines „Todestanzes“: Wie Britzen und ihre Kollegen ermittelten, könnten die beiden Schwarzen Löcher schon in rund 100 Jahren miteinander verschmelzen. Allerdings: Weil sich das Paar schon so eng umkreist und die Galaxie so weit entfernt liegt, können selbst die besten Teleskope die beiden Partner visuell nicht trennen.
Dafür könnten Astronomen die letzte Phase des spiraligen Engtanzes und die Verschmelzung mithilfe von Gravitationswellen mitverfolgen. „Das System sollte Gravitationswellen mit sehr niedrigen Frequenzen aussenden, die sich mit Hilfe von Pulsar Timing Arrays (PTAs) nachweisen lassen könnten. „Das potenzielle Gravitationswellen-Signal liegt mit 8 x 10-8 Hertz im Frequenzfenster, in dem es vom Square Kilometer Array (SKA) über Pulsar-Timing nachweisbar wäre“, erklären die Astronomen.
Das bedeutet, dass die Gravitationswellen den Takt von Radiopulsaren verändern, wodurch sie mit Radioteleskopen detektiert werden können. „Wenn Gravitationswellen nachgewiesen werden, könnten wir sogar beobachten, wie ihre Frequenz stetig ansteigt, während sich die beiden Giganten spiralförmig aufeinander zu bewegen“, erklärt Koautor Héctor Olivares von der Radboud Universität in Nijmegen. „Dies würde uns die seltene Gelegenheit bieten, das Verschmelzen von extrem massereichen Schwarzen Löchern mitzuerleben.“ (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2026; doi: 10.1093/mnras/stag291)
Quelle: Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
8. April 2026
– Nadja Podbregar