Schlagwort: Schwarzes Loch

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Seltsames Signal zeigt Zerstörung eines Neutronensterns durch Schwarzes Loch


Illustrations-Videocredit: NASA, Dana Berry (Skyworks Digital)

Beschreibung: Was löste diese ungewöhnliche Explosion aus? Vor drei Wochen erfassten Gravitationswellendetektoren in den USA und Europa – die LIGO– und Virgo-Detektoren – einen Ausbruch an Gravitationswellen. Die Wellenform entsprach dem, was man erwarten würde, wenn ein Schwarzes Loch einen Neutronenstern zerstört. Ein Objekt des Ereignisses S190814sv passte am besten zu einer mehr als fünffachen Masse der Sonne – das machte es zu einem guten Kandidaten für ein Schwarzes Loch. Das andere Objekt hat anscheinend weniger als drei Sonnenmassen, weshalb es ein guter Kandidat für einen Neutronenstern ist.

Noch nie zuvor wurden bei einem ähnlichen Ereignis Gravitationswellen entdeckt. Leider war bei dieser Explosion kein Licht zu sehen, das von dem zerreißenden Neutronenstern stammen hätte können. Es ist theoretisch möglich, dass auch das Objekt mit geringerer Masse ein Schwarzes Loch war, doch es ist kein eindeutiges Beispiel eines Schwarzen Lochs mit einer so geringen Masse bekannt.

Dieses Video wurde erstellt, um eine zuvor vermutete Kollision zwischen einem Schwarzen Loch und einem Neutronenstern zu veranschaulichen, die 2005 durch Strahlung entdeckt wurde, insbesondere Gammastrahlen vom Ausbruch GRB 050724. Das animierte Video beginnt mit einem Neutronenstern im Vordergrund, der ein Schwarzes Loch umrundet, das von einer Akkretionsscheibe umgeben ist. Die Gravitation des Schwarzen Lochs zerreißt dann den Neutronenstern. Sobald Teile in das Schwarze Loch fallen, entsteht ein Strahl.

S190814sv wird weiterhin untersucht, wobei Hinweise auf die Natur der beteiligten Objekte vielleicht von künftigen Entdeckungen ähnlicher Systeme stammen werden.

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Die nahe Spiralgalaxie NGC 4945

Mitten im sternklaren Bild ist eine nicht allzu groß gezeigte unregelmäßige Galaxie von der Seite zu sehen.

Bildcredit und Bildrechte: Martin Pugh

Beschreibung: Die große Spiralgalaxie NGC 4945 in der Mitte dieses kosmischen Galaxienporträts ist fast genau von der Kante sichtbar. Sie ist sogar fast gleich groß wie unsere Galaxis, die Milchstraße.

Auf diesem scharfen, farbigen Teleskopbild treten die staubige Scheibe von NGC 4945, junge blaue Sternhaufen und rosarote Sternbildungsregionen markant hervor. NGC 4945 liegt etwa 13 Millionen Lichtjahre entfernt im ausgedehnten südlichen Sternbild Zentaur. Sie ist nur etwa sechsmal weiter entfernt als die Andromedagalaxie, jene große Spiralgalaxie, die der Milchstraße am nächsten liegt.

Obwohl der Zentralbereich dieser Galaxie für optische Teleskope großteils vor direkter Sicht verborgen ist, liefern Röntgen- und Infrarotbeobachtungen Hinweise auf ein beträchtliches Ausmaß an sehr energiereicher Strahlung und Sternbildung im Kern von NGC 4945. Der undurchsichtige, aber aktive Kern macht dieses prächtige Inseluniversum zu einer Seyfertgalaxie, er enthält ein zentrales, sehr massereiches Schwarzes Loch.

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Animation: Spiralscheibe um ein schwarzes Loch


Bildcredit: ESA, NASA, Hubble, M. Kornmesser

Beschreibung: Was sieht man, wenn man ein Schwarzes Loch umkreist? Viele Schwarze Löcher sind von wirbelnden Gasansammlungen umgeben, die als Akkretionsscheiben bezeichnet werden. Diese Scheiben können extrem heiß sein, und ein großer Teil des umkreisenden Gases fällt irgendwann durch den Ereignishorizont des Schwarzen Lochs – von wo es nie wieder auftaucht.

Diese Animation ist eine künstlerische Darstellung der seltsamen Scheibe, die spiralförmig um das sehr massereiche Schwarze Loch im Zentrum der Spiralgalaxie NGC 3147 wirbelt. Gas am inneren Rand dieser Scheibe kommt dem Schwarzen Loch so nahe, dass es sich ungewöhnlich schnell bewegt – mit 10 Prozent der Lichtgeschwindigkeit. So schnelles Gas leuchtet relativistisch – dadurch erscheint die Seite der Scheibe, die sich auf uns zubewegt, deutlich heller als die Seite, die sich von uns entfernt. Diese Animation basiert auf Bildern von NGC 3147, die kürzlich mit dem Weltraumteleskop Hubble gemacht wurden.

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MeerKAT zeigt das galaktische Zentrum in Radio

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Bildcredit: MeerKAT, SARAO

Beschreibung: Was passiert im Zentrum unserer Galaxis? Das ist mit optischen Teleskopen schwer zu sagen, da sichtbares Licht durch dazwischen liegenden interstellaren Staub blockiert wird. Aber in anderen Wellenlängen des Lichtes, zum Beispiel Radio, kann das galaktische Zentrum abgebildet werden und erweist sich als ziemlich interessanter, aktiver Ort.

Dieses Bild zeigt eine erste Aufnahme der Teleskopanordnung MeerKAT aus 64 Radioteleskopen, die kürzlich in Südafrika fertiggestellt wurde. Das eindrucksvoll riesige, detailreiche Bild umfasst vier Mal den Winkeldurchmesser des Mondes (2 Grad). Viele bekannte Quellen werden sehr detailreich gezeigt, etliche davon mit der Vorsilbe Sgr, da das galaktische Zentrum in Richtung des Sternbildes Schütze liegt.

Im Zentrum unserer Galaxis – hier rechts neben der Bildmitte – liegt Sgr A* mit dem sehr massereichen zentralen schwarzen Loch der Milchstraße. Andere Quellen im Bild sind weniger gut erklärbar, darunter der Bogen links neben Sgr A* sowie zahlreiche faserartige Stränge. Zu MeerKATs Zielen gehören die Suche nach Radioemissionen von neutralem Wasserstoff, die in einem viel jüngeren Universum abgestrahlt wurden, sowie kurze, ferne Radioblitze.

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Spiralgalaxie NGC 1566, die spanische Tänzerin

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Bildcredit: NASA, ESA, Hubble; Bearbeitung und Bildrechte: Leo Shatz

Beschreibung: Wenn nicht perfekt, dann ist diese Spiralgalaxie zumindest eine der fotogensten. Dieses Inseluniversum besteht aus Milliarden Sternen und liegt etwa 40 Millionen Lichtjahren entfernt im Sternbild Schwertfisch (Dorado).

NGC 1566 präsentiert eine prächtige Ansicht von oben. Sie ist eine Galaxie mit zwei klar definierten, anmutigen Spiralarmen, die von hellen blauen Sternhaufen und dunklen kosmischen Staubbahnen gesäumt sind. Mit dem Weltraumteleskop Hubble wurden zahlreiche Bilder von NGC 1566 aufgenommen, um Sternbildung, Supernovae und das ungewöhnlich aktive Zentrum der Spirale zu untersuchen. Diese Bilder sind online im Hubble-Vermächtnisarchiv verfügbar, einige davon wurden von einem fleißigen Laien heruntergeladen, kombiniert und digital zu diesem Bild verarbeitet.

Das flackernde Zentrum von NGC 1566 macht die Spirale zu einer der nächstliegenden und hellsten Seyfertgalaxien. Solche Galaxien enthalten wahrscheinlich ein zentrales, sehr massereiches Schwarzes Loch, das an Sternen und Gas in der Umgebung schwere Verwüstung anrichtet.

Heute: Totale Sonnenfinsternis in Teilen von Südamerika

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Das magnetische Zentrum unserer Galaxis

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Bildcredit: NASA, SOFIA, Hubble

Beschreibung: Wie sieht das Magnetfeld im Zentrum unserer Milchstraße aus? Um das herauszufinden, fotografierte das NASA-Observatorium SOFIA, das in einer umgebauten 747 fliegt, die Zentralregion mit einem Instrument, das die Bezeichnung HAWC+ trägt. HAWC+ kartiert Magnetismus, indem es polarisiertes Infrarotlicht beobachtet, das von länglichen Staubkörnchen abgestrahlt wird, die am lokalen Magnetfeld ausgerichtet rotieren.

Nun liegt im Zentrum unserer Milchstraße ein sehr massereiches Schwarzes Loch mit der Vorliebe, Gas von Sternen, die es kürzlich zerstörte, zu absorbieren. Das Schwarze Loch unserer Galaxis ist jedoch relativ ruhig, verglichen mit der Absorptionsrate zentraler Schwarzer Löcher in aktiven Galaxien. Dieses Bild könnte zeigen, warum das so ist: Entweder kanalisiert ein umgebendes Magnetfeld Gas in das Schwarze Loch, das sein Äußeres beleuchtet, oder das Magnetfeld zwingt Gas in die Warteschleife um eine Akkretionsscheibe, weshalb es weniger aktiv ist – zumindest vorübergehend.

Dieses Bild wirkt wie ein surreales Mischmasch aus Impasto und Gravitationsastrophysik. Es zeigt bei genauer Betrachtung den aufschlussreichen Hinweis, indem es das Magnetfeld in und um einen staubigen Ring, der Sagittarius A* umgibt, detailreich abbildet. Sagittarius A* ist das Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxis.

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Die Galaxie, der Strahl und das Schwarze Loch

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Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, Event Horizon Telescope Collaboration

Beschreibung: Die helle elliptische Galaxie Messier 87 (M87) enthält das sehr massereiche Schwarze Loch auf dem historischen ersten Bild eines Schwarzen Lochs, das vom Event Horizon Telescope auf dem Planeten Erde aufgenommen wurde. M87 ist eine Riesin im etwa 55 Millionen Lichtjahre entfernten Virgo-Galaxienhaufen. Die große Galaxie wurde auf diesem Infrarotbild des Weltraumteleskops Spitzer in blauen Farbtönen gerendert.

M87 erscheint fast strukturlos und wolkenartig, doch das Spitzer-Bild zeigt Details der relativistischen Jets, die aus der Zentralregion der Galaxie schießen. Die Strahlen im Einschub rechts oben sind Tausende Lichtjahre lang. Der hellere Strahl rechts strömt in unsere Richtung und liegt in der Nähe unserer Sichtlinie. Gegenüber erzeugt ein unsichtbarer fortströmender Strahl eine Erschütterung, welche einen blassen Materiebogen beleuchtet.

Der Einschub rechts unten zeigt das historische Bild des Schwarzen Lochs, das sich im Zentrum der riesigen Galaxie und der relativistischen Strahlen befindet. Das sehr massereiche Schwarze Loch ist im Spitzer-Bild völlig unaufgelöst, es ist von einfallender Materie umgeben und liefert die gewaltige Energie, welche die relativistischen Strahlen aus dem Zentrum der aktiven Galaxie M87 treibt.

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Simulation: Zwei Schwarze Löcher verschmelzen


Simulationscredit: Simulating eXtreme Spacetimes Project

Beschreibung: Lehnen Sie sich zurück und beobachten Sie, wie zwei Schwarze Löcher verschmelzen. Dieses Simulationsvideo entstand nach der ersten direkten Entdeckung von Gravitationswellen im Jahr 2015. Es läuft in Zeitlupe und würde in Echtzeit ungefähr eine Drittelsekunde dauern.

Die Schwarzen Löcher posieren auf einer kosmischen Bühne vor Sternen, Gas und Staub. Ihre extreme Gravitation bricht das Licht von dahinter zu Einsteinringen, während sie sich einander auf spiralförmigen Bahnen nähern und schließlich verschmelzen. Durch die an sich unsichtbaren Gravitationswellen, die beim blitzartigen Verschmelzen der massereichen Objekte entstehen, plätschert und schwappt das sichtbare Bild innerhalb und außerhalb der Einsteinringe, sogar noch nachdem die Schwarzen Löcher verschmolzen sind.

Die von LIGO entdeckten Gravitationswellen werden als GW150914 bezeichnet, sie entsprechen der Verschmelzung Schwarzer Löcher mit 36 und 31 Sonnenmassen in einer Entfernung von 1,3 Milliarden Lichtjahren. Das finale einzelne Schwarze Loch besitzt 63 Sonnenmassen, wobei die übrigen 3 Sonnenmassen in Energie umgewandelt wurden, und zwar in Form von Gravitationswellen. Seit damals meldeten die LIGO– und VIRGO-Gravitationswellen-Observatorien mehrere weitere Entdeckungen verschmelzender massereicher Systeme, und letzte Woche das zeigte das Event Horizon Telescope das erste horizontgroße Bild eines Schwarzen Loches.

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