Supermassive Schwarze Löcher und ihre Jets im Laufe der kosmischen Zeit

• Antragstellerin: Lea Marcotulli, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 443220636

Die Entstehung, das Wachstum und die Entwicklung supermassereicher Schwarzer Löcher im frühen Universum sind offene Fragen der Astrophysik. Insbesondere die Existenz einer großen Anzahl extrem massereicher und aktiver supermassereicher Schwarzer Löcher, die innerhalb der ersten Milliarde Jahre des Universums mächtige relativistische Jets hervorgebracht haben, stellt unser Verständnis der Entstehung und des Wachstums Schwarzer Löcher sowie deren Zusammenhang mit der Entstehung und Regulierung von Jets vor Herausforderungen. Um diese offenen Fragen zu beantworten, konzentrieren wir uns auf die extremsten Jets in Blazaren. Obwohl sie seltene Objekte sind (die nur detektiert werden, weil ihre Jets zufällig direkt entlang unserer Sichtlinie ausgerichtet sind), sind diese mächtigen Blazare Repräsentanten der massereichsten Schwarzen Löcher im Universum dar, welche so in großer Zahl im jungen Universum nachgewiesen werden können. Mit diesem Projekt wollen wir zwei grundlegende Fragen adressieren, um der Lösung dieser offenen Fragen einen Schritt näher zu kommen: (1) Wie viele Jets und supermassereiche Schwarze Löcher existierten innerhalb der ersten Milliarde Jahre des Universums? Und (2) können wir ein erfolgreiches Subgrid-Blazar-Modell erstellen, das gleichzeitig die beobachtete Entwicklung von Röntgen-Blazar-Jets und Radiogalaxien in kosmologischen Simulationen korrekt wiedergibt? Aus Beobachtungssicht zielen wir darauf ab, einen umfassenden Katalog der leistungsstärksten und entferntesten Blazare (sogenannte "MeV-Blazare") mit vollständigen Messungen der Massen ihrer Schwarzen Löcher und Jet-Eigenschaften zu erstellen und Änderungen mit verschiedenen Röntgenuntersuchungen zu verfolgen, um ihre Entwicklung (und die ihrer supermassiven Schwarzen Löcher) zu bestimmen. Aus Simulationssicht konzentrieren wir uns auf die Entwicklung eines Blazar-Subgrid-Modells, das die beobachtete Entwicklung von Blazar-Jets reproduzieren soll, wie sie sich im Erscheinungsbild von Röntgen-/Gamma-Blazaren und in Form von Radiogalaxien manifestiert. Dies wird uns helfen, die Bedingungen zu klären, die für die Entstehung dieser Jets überhaupt notwendig sind.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5195: Relativistische Jets in Aktiven Galaxien
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Christoph Pfrommer; Professor Dr. Jörn Wilms