Extremer Ausbruch eines Schwarzen Lochs

Ein Schwarzes Loch sprengt in einem Anfall von Übelkeit eine Höhlung ins intergalaktische Medium; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit: Röntgen: Chandra: NASA/CXC/NRL/S. Giacintucci, et al., XMM-Newton: ESA/XMM-Newton; Radio: NCRA/TIFR/GMRT; Infrarot: 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF; Text: Michael F. Corcoran (NASA, Catholic U., HEAPOW)

Beschreibung: Astronomen glauben, dass sie nun das mächtigste Beispiel für einen Ausbruch eines Schwarzen Lochs gefunden haben, der je im Universum beobachtet wurde. Dieses Falschfarben-Kompositbild zeigt einen Galaxienhaufen im Sternbild Ophiuchus (Schlangenträger). Es enthält Röntgenbilder (vom Chandra-Röntgenobservatorium und XMM-Newton) in Violett sowie ein Radiobild (vom Giant Metrewave Radio Telescope in Indien) in Blau (dazu ein Infrarotbild der Galaxien und Sterne im Blickfeld in Weiß zur besseren Erkennbarkeit).

Die gestrichelte Linie markiert die Grenze eines leer gefegten Hohlraums, die von dem sehr massereichen Schwarzen Loch aufgeblasen wurde, das im Zentrum der Galaxie lauert und mit einem Kreuz markiert ist. Dieser Hohlraum ist mit Radioemissionen gefüllt. Man vermutet, dass es zu diesem riesigen Ausstoß kam, weil das Schwarze Loch zu viel gefressen hatte und einen vorübergehenden Anfall von „Schwarzloch-Übelkeit“ erlitt, der zum Ausstoß eines mächtigen Radiostrahls führte, der in den intergalaktischen Raum geschleudert wurde. Die Menge an Energie, die benötigt wird, um diese Höhlung zu leeren, entspricht ungefähr 10 Milliarden Supernovaexplosionen.

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NGC 2623: Verschmelzende Galaxien von Hubble

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Bildcredit: ESA/Hubble und NASA

Beschreibung: Wo entstehen Sterne, wenn Galaxien kollidieren? Um das herauszufinden, fotografierten Astronomen die nahe Galaxienverschmelzung NGC 2623 hoch aufgelöst mit dem Weltraumteleskop Hubble. Untersuchungen dieses und anderer Hubblebilder sowie Bilder von NGC 2623 im Infrarotlicht vom Weltraumteleskop Spitzer, im Röntgenlicht von XMM-Newton sowie im Ultraviolettlicht von GALEX lassen vermuten, dass die beiden ursprünglichen Spiralgalaxien nun stark gefaltet erscheinen und ihre Kerne zu einem aktiven galaktischen Kern (AGN) vereint wurden.

In der Nähe dieses Kerns nahe der Bildmitte und an den gedehnten Gezeitenschweifen an beiden Seiten geht die Sternentstehung weiter, und überraschenderweise auch in einer Region außerhalb des Kerns links oben, wo Haufen heller blauer Sterne vorhanden sind. Galaxienkollisionen können Hunderte Jahrmillionen dauern und mehrere gravitationsbedingt zerstörerische Annäherungen durchlaufen.

NGC 2623, auch als Arp 243 bekannt, ist etwa 50.000 Lichtjahre groß und liegt zirka 250 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Krebs. Die Rekonstruktion der Ursprungsgalaxien und der Ablauf von Galaxienverschmelzungen sind oft schwierig, manchmal unmöglich, aber allgemein wichtig, um die Entwicklung unseres Universums zu verstehen.

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Rotationsbeschleunigung eines massereichen Schwarzen Lochs

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Illustrations-Credit: Robert Hurt, NASA/JPL-Caltech

Beschreibung: Wie schnell kann sich ein Schwarzes Loch drehen? Wenn sich ein Objekt aus normaler Materie zu schnell dreht, bricht es auseinander. Doch ein Schwarzes Loch sollte nicht auseinanderbrechen können – und seine maximale Rotationsgeschwindigkeit ist tatsächlich nicht bekannt. Theoretiker modellieren schnell rotierende Schwarze Löcher üblicherweise mit der Kerr-Metrik zu Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie, die mehrere überraschende und ungewöhnliche Dinge vorhersagt. Seine vielleicht am einfachsten nachprüfbare Prognose ist jedoch, dass Materie, die in ein mit maximaler Geschwindigkeit rotierendes Schwarzes Loch fällt, zuletzt zuletzt sichtbar sein sollte, wenn sie dieses annähernd mit Lichtgeschwindigkeit umkreist, wie man aus großer Entfernung beobachten kann. Diese Prognose wurde kürzlich von den Statelliten NuSTAR der NASA und XMM der ESA getestet, und zwar durch Beobachtung des sehr massereichen Schwarzen Lochs im Zentrum der Spiralgalaxie NGC 1365. Die Grenze nahe der Lichtgeschwindigkeit wurde bestätigt, indem man die Aufheizung und die Verbreiterung der Spektrallinien von Kernemissionen nahe dem inneren Rand der umgebenden Akkretionsscheibe vermaß. Oben zeigt eine künstlerische Illustration eine Akkretionsscheibe aus normaler Materie, die um ein Schwarzes Loch wirbelt, mit einem Strahl, der aus der Oberseite strömt. Da Materie, die zufällig in das Schwarze Loch fällt, die Rotation eines Schwarzen Lochs nicht so stark beschleunigen sollte, bestätigen die Messungen von NuSTAR und XMM auch die Existenz der umgebenden Akkretionsscheibe.

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