Schlagwort: Schwarzes Loch

Veröffentlicht am

Schwarze Löcher mit bekannter Masse

Das Diagramm zeigt Schwarze Löcher, bei denen Gravitationswellen gemessen wurden, als blaue Kreise. Die Massen werden über das Diagramm in Relation zueinander gebracht.

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

GW170104 können wir zum Diagramm Schwarzer Löcher mit bekannter Masse hinzufügen. Die Verschmelzung zweier kleinerer Schwarzer Löcher ist extrem energiereich. Sie passt zur dritten Entdeckung von Gravitationswellen mit dem Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO).

Das neu entdeckte Schwarze Loch hat etwa 49 Sonnenmassen. Es füllt die Lücke zwischen den Massen der beiden verschmolzenen Schwarzen Löcher, die zuvor mit LIGO entdeckt wurden. GW150914 hatte 62 Sonnenmassen und GW151216 ist 21-mal so schwer wie die Sonne. In allen drei Fällen wurde das Signal in jedem Zwillings-Detektor von LIGO eindeutig als Verschmelzung Schwarzer Löcher erkannt. Ein vierter Fall ist LVT151012. Er ergibt sich aus einem weniger sicheren Nachweis.

Die Entfernung zu GW170104 beträgt ungefähr 3 Milliarden Lichtjahre. Es ist somit weiter entfernt als die aktuell geschätzten Distanzen zu GW150914 und GW151216. Die Wellen in der Raumzeit wurden bei LIGOs aktueller Beobachtungsperiode entdeckt. Diese begann am 30. November 2016 und wird über den Sommer fortgesetzt.

Zur Originalseite

Veröffentlicht am

Das holografische Prinzip

Das Bild zeigt viele bunte Flecken. Wenn man das Bild schielend anstarrt, erkennt man nach einiger Zeit eine Teekanne, die plastisch hervortritt.

Bildcredit: Caltech

Sagt dieses Bild mehr als tausend Worte? Was das Holografische Prinzip betrifft, beträgt die größte Menge an Information, die dieses Bild enthalten kann, auf einem handelsüblichen Monitor eines Computers etwa 3 x 1065 Bit.

Das Holografische Prinzip ist bisher unbewiesen. Es besagt, dass die Menge an Information, die in einem Bereich auf jeder beliebigen Oberfläche enthalten sein kann, begrenzt ist. Somit hängt die Menge an Information im Inneren eines Raumes – anders, als man vermuten würde – nicht vom Volumen des Raumes ab, sondern von der Fläche der angrenzenden Wände.

Das Prinzip leitet sich von der Idee ab, dass die Seite einer Fläche, die nur etwa ein Bit Information enthält, eine Planck-Länge misst. Eine Planck-Länge ist die Größenordnung, ab der die klassische Gravitation ihre Bedeutung verliert und die Quantenmechanik übernimmt. Diese Grenze wurde erstmals 1993 von dem Physiker Gerard ‚t Hooft postuliert.

Man kann diese scheinbar abwegige Überlegung verallgemeinern. Dann ergibt sich, dass die Information in einem Schwarzen Loch nicht vom Volumen bestimmt wird, sondern von der Oberfläche des Ereignishorizonts.

Der Begriff „holografisch“ leitet sich von der Analogie zu einem Hologramm ab. Dabei entstehen dreidimensionale Bilder, indem man Licht auf eine flache Leinwand projiziert. Aufgepasst: Manche sehen in diesem Bild vielleicht nicht 3 x 1065 Bit, sondern eine Teekanne.

Zur Originalseite

Veröffentlicht am

Fasern der aktiven Galaxie NGC 1275

Die Galaxie NGC 1275 hat hüllenartige Schalen und ist von wilden Strukturen überlagert. Um sie herum befinden sich weitere Galaxien.

Bildcredit: Hubble-Vermächtnisarchiv, ESA, NASA; Bearbeitung und Bildrechte: Domingo Pestana

Was bindet die Fasern an diese Galaxie? Die Fasern bleiben in NGC 1275 bestehen, obwohl der Tumult galaktischer Kollisionen sie zerstört haben sollte. Die aktive Galaxie NGC 1275 ist das markanteste Mitglied mitten im großen Perseus-Galaxienhaufen, der relativ nahe liegt.

In sichtbaren Wellenlängen sieht die aktive Galaxie wild aus. Sie ist auch eine gewaltige Quelle an Röntgen– und Radioemissionen. NGC 1275 sammelt Materie, indem ganze Galaxien hineinfallen. Am Ende speisen sie ein sehr massereiches Schwarzes Loch im Kern der Galaxie. Das Kompositbild entstand aus Archivdaten des Weltraumteleskops Hubble. Es betont die galaktischen Trümmer und Fasern aus leuchtendem Gas. Manche sind bis zu 20.000 Lichtjahre lang.

Durch die Aktivität des Schwarzen Lochs wurden Strukturen vom Galaxienzentrum ausgestoßen. Beobachtungen zeigen, dass diese Strukturen von Magnetfeldern zusammengehalten werden. NGC 1275 ist auch als Perseus A bekannt. Sie ist mehr als 100.000 Lichtjahre breit und etwa 230 Millionen Lichtjahre entfernt.

Zur Originalseite

Veröffentlicht am

Ein Schwarzes Loch mit Strahl wächst

Ein wirbelnder Strudel aus ominösen Wolken leuchtet in der Mitte schwach rötlich. Von dort strömt ein schmaler Strahl heraus. Das Bild ist eine Illustration.

Illustrationscredit: NASA, Swift, Aurore Simonnet (Sonoma State U.)

Was passiert, wenn ein Schwarzes Loch einen Stern verschlingt? Viele Details sind noch unbekannt. Doch neue Beobachtungen liefern neue Hinweise. 2014 beobachteten die Roboterteleskope des Projekts ASAS-SN auf der Erde eine mächtige Explosion. ASAS-SN ist die automatisierte Suche am ganzen Himmel nach Supernovae.

Diese Explosion wurde mit den Instrumenten des NASA-Satelliten Swift im Erdorbit weiter verfolgt. Aus den Emissionen, die man beobachtete, wurden Computermodelle erstellt. Sie passen zu einem Stern, der von einem fernen Schwarzen Loch, das viel Masse enthält, auseinander gerissen wird. Diese künstlerische Darstellung zeigt das mögliche Ergebnis so einer Kollision.

Das Schwarze Loch ist der winzige schwarze Punkt in der Mitte. Wenn Materie ins Loch fällt, kollidiert sie mit anderer Materie und erhitzt sich. Eine Akkretionsscheibe aus heißer Materie umgibt das Schwarze Loch. Sie war einst der Stern. Aus der Rotationsachse des Schwarzen Lochs strömt ein Strahl.

Zur Originalseite

Veröffentlicht am

Orions Zentrum

Der Orionnebel leuchtet auf diesem Bild magentafarben. Seine Höhlung öffnet sich nach unten. In der Mitte leuchten vier sehr helle Sterne. Sie sind das Trapez und bringen den Nebel zum Leuchten.

Bildcredit und Bildrechte: Christoph Kaltseis, CEDIC 2017

Dieses scharfe kosmische Porträt zeigt das Zentrum des Orionnebels. Darin befinden sich vier heiße, massereiche Sterne. Sie sind als Trapez bekannt. Der Bereich, in dem sie eng zusammengedrängt sind, hat einen Radius von ungefähr 1,5 Lichtjahren. Sie markieren den Kern des dichten Sternhaufens im Orionnebel. Die ionisierende UV-Strahlung der Trapezsterne stammt hauptsächlich vom hellsten Stern Theta-1 Orionis C. Sie liefert die Energie für das sichtbare Leuchten der komplexen Region, in der Sterne entstehen.

Der Haufen im Orionnebel ist ungefähr drei Millionen Jahre alt. In jüngeren Jahren war er sogar noch kompakter. Eine dynamische Analyse lässt vermuten, dass bei Kollisionen von Ausreißersternen einst ein Schwarzes Loch entstand, das mehr als 100 Sonnenmassen enthält. Das würde die hohe Geschwindigkeit der Trapezsterne erklären, die wir dort beobachten. Der der Orionnebel ist ungefähr 1500 Lichtjahre entfernt. Damit wäre es das erdnächste bekannte Schwarze Loch.

Zur Originalseite

Veröffentlicht am

Der Galaxienhaufen Abell 2666

Hinter gezackten Sternen in der Milchstraße liegt der Galaxienhaufen Abell 2666 mitten im Bild. Die markanteste Galaxie in der Mitte ist NGC 7768.

Bildcredit und Bildrechte: Bernhard Hubl, CEDIC 2017

Die Galaxien von Abell 2666 liegen weit außerhalb der Milchstraße. Sie sind etwa 340 Millionen Lichtjahre entfernt. Man findet sie im hoch fliegenden Sternbild Pegasus. Dieses scharfe Teleskopbild zeigt die hübschen Galaxien im Haufen hinter den gezackten Sternen der Milchstraße.

Mitten im Haufen liegt die riesige elliptische Galaxie NGC 7768. Man vermutet, dass solche massereichen Galaxien wachsen, indem sie mit anderen Galaxien verschmelzen, während der Haufen entsteht. Dabei fallen Galaxien durch das Zentrum der Gravitationssenke im Haufen. Wahrscheinlich enthält NGC 7768 ein sehr massereiches Schwarzes Loch. Das ist typisch für markante Haufengalaxien.

In der geschätzten Entfernung von Abell 2666 ist dieses kosmische Bild etwa 5 Millionen Lichtjahre breit.

Zur Originalseite

Veröffentlicht am

Im Zentrum der Spiralgalaxie NGC 5033

Das Zentrum der Galaxie NGC 5033 im Bild ist von einem mächtigen Mahlstrom aus dunklen Staubwolken umgeben.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble, MAST – Bearbeitung: Judy Schmidt

Was passiert im Zentrum der Spirale NGC 5033? Viele Dinge – einige laufen rund, andere sind energiereich, und manche verstehen wir nicht gut. NGC 5033 ist wegen der großen Aktivität in ihrem Kern als Seyfertgalaxie bekannt.

Helle Sterne, dunkler Staub und interstellares Gas wirbeln schnell um ein galaktisches Zentrum, das durch ein sehr massereiches Schwarzes Loch leicht verschoben erscheint. Diese Verschiebung trat vermutlich ein, weil NGC 5033 irgendwann in der letzten Milliarde Jahre mit einer anderen Galaxie verschmolz.

Dieses Bild wurde 2005 mit dem Weltraumteleskop Hubble fotografiert. NGC 5033 ist etwa 100.000 Lichtjahre groß, und sie ist so weit entfernt, dass wir sehen, wie sie vor ungefähr 40 Millionen Jahren aussah.

Zur Originalseite

Veröffentlicht am

NGC 4696: Fasern um ein Schwarzes Loch

Die elliptische Galaxie NGC 4696 liegt im Zentaurus-Galaxienhaufen. Sie ist die größte Galaxie darin. Der helle Kern ist von sehr markanten Staubtentakeln umgeben, die hier braunrot gefärbt sind.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble, A. Fabian

Was passiert im Zentrum der elliptischen Galaxie NGC 4696? Dieses Bild des Weltraumteleskops Hubble wurde kürzlich veröffentlicht. Es zeigt lange Tentakel aus Gas und Staub sehr detailreich. Diese Fasern verlaufen anscheinend zur Zentralregion der Galaxie. Dort befindet sich vermutlich ein sehr massereiches Schwarzes Loch.

Es gibt Hinweise, dass das Schwarze Loch Energie abzieht. Sie erwärmt das umgebende Gas, treibt kühlere Fasern aus Gas und Staub hinaus und beendet die Sternbildung. Diese Fasern werden von Magnetfeldern in Schwebe gehalten. Sie nähern sich dann anscheinend dem zentralen Schwarzen Loch auf spiralförmigen Bahnen und umkreisen es schließlich.

Der Zentaurus-Galaxienhaufen ist etwa 150 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Darin ist NGC 4696 die größte Galaxie. Das Bild zeigt eine Region, die ungefähr 45.000 Lichtjahre breit ist.

Zur Originalseite