Zwei Schwarze Löcher verschmelzen

Credit der Simulation: Projekt zur Simulation eXtremer Raumzeiten

Klicke auf den roten Pfeil und schau zu, wie zwei Schwarze Löcher verschmelzen. Die Videosimulation wurde vom ersten direkten Nachweis von Gravitationswellen durch LIGO angeregt. Es läuft in Zeitlupe. In Echtzeit dauert es etwa eine Drittelsekunde.

Die Schwarzen Löcher tanzen auf einer kosmischen Bühne vor Sternen, Gas und Staub. Ihre enorme Gravitation bricht das Licht hinter ihnen in Einsteinringe. Dabei nähern sie sich einander auf Spiralbahnen. Am Ende verschmelzen sie zu einem einzigen Schwarzen Loch.

Bei der rasanten Verschmelzung der massereichen Objekte entstehen unsichtbare Gravitationswellen. Das führt dazu, dass sich das sichtbare Bild kräuselt. Noch nach der Verschmelzung der Schwarzen Löcher schwappen sie innen und außen über die Einsteinringe.

Die Gravitationswellen, die LiIGO aufgespürt hat, werden als GW150914 bezeichnet. Sie passen zur Verschmelzung Schwarzer Löcher mit 36 und 29 Sonnenmassen. Ihre Entfernung beträgt 1,3 Milliarden Lichtjahre. Das einzelne Schwarze Loch, das am Ende entsteht, besitzt 62 Sonnenmassen. Drei Sonnenmassen bleiben übrig. Diese drei Sonnenmassen wurden in Energie umgewandelt, die in Form von Gravitationswellen abgestrahlt wurde.

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LIGO entdeckt Gravitationswellen: Schwarze Löcher verschmelzen

Unten im Bild verlaufen zwei gezackte Fieberkurven, eine in Rot, eine in Blau. Die Kurven verlaufen fast gleich. Darüber sind Schwarze Löcher abgebildet, links noch getrennt, in der Mitte verschmelzen die beiden, rechts ist nur noch ein Schwarzes Loch.

Illustrationscredit: LIGO, NSF, Aurore Simonnet (Sonoma State U.)

Gravitationswellen sind nun direkt bestätigt. Die erste Entdeckung gelang letzten September. Die Laser-Interferometer-Gravitationswellen-Observatorien (LIGO) in Washington und Louisiana maßen zur gleichen Zeit Gravitationswellen.

Man prüfte genau, ob die Messungen übereinstimmen. Heute wurde das Ergebnis der 5-Sigma-Entdeckung veröffentlicht. Die gemessenen Gravitationswellen zeigen ein Ergebnis, das man erwartet, wenn sich zwei große Schwarze Löcher in einer fernen Galaxie auf einer spiralförmigen Bahn nähern und verschmelzen. Das neu entstandene Schwarze Loch vibriert einen Augenblick. Dann klingt die Vibration schnell ab.

Die historische Entdeckung bestätigt ein Phänomen, das Einstein vorhergesagt hat. Sie ist ein Meilenstein beim Verständnis von Gravitation und den Grundlagen der Physik. Indirekt bestätigt die Entdeckung auch Schwarze Löcher. Die Grafik zeigt, wie die Schwarzen Löcher verschmelzen. Unten verlaufen zwei Kurven. Sie zeigen die Signalstärken der Detektoren im Lauf von 0,3 Sekunden.

In naher Zukunft werden wohl Gravitationswellen durch Advanced LIGO und andere Detektoren entdeckt. Die Entdeckungen bestätigen nicht nur die faszinierende Natur dieser Messung. Sie sind vielleicht auch eine mächtige Methode, mit der man das Universum auf neue Arten erforschen kann.

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ASASSN-15lh ist der vielleicht bisher größte Knall

Am Himmel einer düsteren Landschaft mit Gebirge und Wolken dräuen zwei dunkle Himmelskörper - vielleicht Monde. Man sieht eine Galaxie von innen, ähnlich wie die Milchstraße. Darin blitzt ein helles, strahlendes Licht auf.

Illustrationscredit: Jin Ma (Beijing Planetarium)

Hier ist ein Kandidat für die vielleicht größte und mächtigste Explosion, die je beobachtet wurde – was ist es? Der flackernde Lichtfleck wurde letztes Jahr im Juni von der All Sky Automated Survey for Supernovae (ASASSN) entdeckt und als ASASSN-15lh bezeichnet. Die Quelle ist etwa drei Milliarden Lichtjahre entfernt. Sie erscheint ungemein hell für alles, was so weit entfernt ist: Sie ist ungefähr 200 Mal heller als eine durchschnittliche Supernova. Kurzzeitig war sie 20 Mal heller als alle Sterne in unserer Milchstraße zusammen.

Wenn ASASSN-15lh so viel Licht auf einmal in alle Richtungen abgestrahlt hat, war das die mächtigste Explosion, die wir je beobachtet haben. So eine gewaltige Detonation hätte man bei keinem bekannten Gestirn erwartet. Drückt man jedoch die theoretischen Grenzen für die Drehzahlverringerung eines stark magnetischen Neutronensterns – eines sogenannten Magnetars -, kommt das der Sache nahe. Man erwartet, dass das Aufflackern noch dieses Jahr verblasst. Wenn das geschieht, nehmen Forschende diese Region mit Teleskopen wie Hubble unter die Lupe. Das bringt hoffentlich weitere Hinweise.

Das Bild ist eine Illustration. Sie zeigt den hypothetischen Nachthimmel eines Planeten in der Galaxie, wo der Ausbruch stattfand.

Ö1-NachtquartierIn den Himmel schauen und staunen

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Das Sonnensystem im Maßstab


Bildcredit und Bildrechte: Wylie Overstreet und Alex Gorosh

Möchtet ihr ein maßstabsgetreues Modell des Sonnensystems? Als Modell für die Erde passt eine 1,4 Zentimeter große blaue Murmel. Weil die Sonne 109 Erddurchmesser hat, könnte ein 1,5 Meter großer Ballon die Sonne darstellen.

Doch die Entfernung zwischen Erde und Sonne beträgt 150 Millionen Kilometer. Das wären im gleichen Maßstab fast 180 Meter. Also passt das ganze Projekt mitsamt den Bahnen der äußeren Planeten vielleicht nicht in euren Hof. Eventuell findet sich genug Platz in einem trockenen Seebett. Dieses Video zeigt eine inspirierende Reise durch das maßstabsgetreue Sonnensystem.

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Sternfarben und Pinyon-Kiefer

Vor einem Hintergrund verschwommener bunter Sterne ist die Silhouette eines Nadelzweigs zu sehen.

Bildcredit und Bildrechte: Stan Honda

Der schöne, leuchtende Schmuck dieser Pinyon-Kiefer sind helle Sterne im Sternbild Skorpion und das zarte Leuchten der zentralen Milchstraße. Das flach wirkende Bild ist auf die Nähe fokussiert. Das Bild wurde im Juni am nördlichen Rand des Grand Canyon auf der Erde fotografiert. Es zeigt die Kiefernnadeln auf dem Zweig scharf. Die fernen Sterne sind verschwommen, sodass ihr Licht farbige Scheiben bildet. Die Farbe jedes Sterns zeigt seine Temperatur.

Die meisten unscharfen hellen Sterne im Skorpion haben einen bläulichen Farbton. Ihre Oberflächentemperatur ist viel höher als die der Sonne. Der Riesenstern Antares mitten im Skorpion ist kühler, größer und deutlich röter als die Sonne. Auf scharf gestellten Teleskopansichten wäre die weißliche Scheibe rechts oben sofort erkennbar. Es ist der beringte Gasriese Saturn, der Sonnenlicht reflektiert.

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Die Internationale Raumstation wird zusammengebaut

Animationscredit: Johnson Space Center der NASA

Sie ist das größte und ausgeklügeltste Objekt, das je außerhalb der Erde gebaut wurde. Viele Raumflüge waren für ihren Zusammenbau nötig, der länger als ein Jahrzehnt dauerte. Die Internationale Raumstation (ISS) ist derzeit das erste ständig von Menschen bewohnte Habitat im Erdorbit.

Die ISS ist eine Kombination komplexer Laboratorien, welche die Erde umkreisen. Schon vieles wurde dort untersucht: Die Entwicklung neuer Materialien und Medikamente in Mikrogravitation ist nur ein Beispiel. Auch die Grenzen des menschlichen Körpers und der Aufbau des Universums werden dort erforscht.

Diesen Monat wird die ISS seit 15 Jahren ständig von Menschen bewohnt. Sie wurde bisher von Astronauten aus 15 Ländern besucht. Die Raumstation hat internationale Partner unter der Führung der NASA (USA), Roscosmos (Russland), CSA (Kanada), JAXA (Japan) und der ESA (Europa). Die Animation zeigt die Schritte beim Aufbau der ISS von 1998 bis 2011. Die Raumstation ist so lang wie ein Fußballfeld.

Wenn man weiß, wann und wo man nach oben gucken sollte, sieht man einen ungewöhnlich hellen Lichtpunkt, der langsam über den Himmel zieht.

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Massereiches Schwarzes Loch zerfetzt einen Stern

Rechte am Illustrationsvideo: Raumfahrtzentrum Goddard der NASA, CI Lab

Was passiert, wenn ein Stern einem Schwarzen Loch zu nahe kommt? Kürzlich beobachteten Weltraumteleskope ein Ereignis im Zentrum einer fernen Galaxie. Es wird als ASASSN-14li bezeichnet. Anscheinend erzählt es die zermürbende Geschichte eines Sterns. Zwar konnte es nicht genau beobachtet werden. Doch die Schwankungen im energiereichen Licht lassen vermuten, dass ein Teil des Sterns zerfetzt wurde. Außerdem entstand eine wirbelnde Scheibe um den dunklen Abgrund.

Die Video-Animation zeigt das mögliche Szenario. Ein Strahl läuft die Rotationsachse des Schwarzen Lochs entlang. Der weiße, innerste Teil der Scheibe leuchtet im Röntgenlicht am hellsten. Er treibt vielleicht einen periodischen, blau dargestellten Wind an.

In Röntgen- und Ultraviolettlicht wird in Zukunft beobachtet, wie Sterne von Schwarzen Löchern zerstört werden. Das passiert auch im Zentrum der Milchstraße. Diese Beobachtungen versprechen mehr Information zur komplexen Dynamik, die sich in einigen der heißesten Orte mit der stärksten Gravitation im Universum entwickelt.

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Jupiter und Venus, von der Erde aus gesehen

Am Horizont steht die Silhouette einer Person, die links und rechts scheinbar mit den Händen die Planeten Venus und Jupiter hält. Am dunklen Himmel leuchten Sterne.

Bildrechte: Marek Nikodem (PPSAE)

Man sah es auf der ganzen Welt. Es spielte kaum eine Rolle, in welcher Gegend auf der Erde man war. Die Konjunktion von Jupiter und Venus war 2012 überall zu sehen. Jeder auf dem Planeten, der einen klaren Blick zum westlichen Horizont hatte, sah sie nach Sonnenuntergang.

Ein kreativer Fotograf fuhr 2012 weg von den Stadtlichtern der polnischen Stadt Szubin. Er fotografierte die fast engste Begegnung der beiden Planeten. Das Ergebnis seht ihr hier. Die hellen Planeten waren nur drei Grad voneinander entfernt. Seine Tochter nahm im Bild eine witzige Pose ein. Hinten schimmerte noch das zarte rote Abendrot.

Venus und Jupiter stehen diese Woche vor Sonnenaufgang wieder beisammen. Sie sind weniger als zwei Grad voneinander entfernt. In der Nähe steht der Planet Mars.

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