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Spike Teleskop Observer Array STOA II
Bewegen sich Schwarze Löcher im All?
Spike Jupiter, Sim 6 Kapitel 12 von 12
Bewegen sich
Schwarze Löcher [1]
im All?
Heute gehen wir mal an den
Rand der Forschung, ganz was
neues, was man jetzt erst richtig verstanden hat. Es wird gehen um Röntgenstrahlung[2],
Radiostrahlung[3],
lange
[4]
Surveys , also dem systematischen Absuchen am Himmel,
lange Belichtungen am Himmel, genaues hingucken am
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gentlich davon aus, dass die in Material[7] heiß, es beginnt zu
ihrem Grab liegen und sich Leuchten und gibt den sogenicht mehr weiter äußern.
nannten „Todesschrei der Materie“[8] ab.
Bei Schwarzen Löchern ist das
anders. So dann und wann Das muss man sich mal vorkommt es vor, dass ein stellen, das Gas wird mehrere
Ein Schwarzes Loch ist ja ein Schwarzes Loch auf eine Gas- Millionen Grad heiß, gibt
toter Stern. Und wie das so wolke[6] trifft und diese dann Röntgenstrahlung[2] ab, um anmit Toten ist, da geht man ei- verschlingt. Dabei wird das schließend im Schwarzen
Himmel und es geht um eine
Art von Objekten am Himmel,
die sich eigentlich dem Universum[5] nicht so wirklich
mitteilen. Es geht um Schwarze Löcher[1].
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Bewegen sich Schwarze Löcher im All?
Loch[1] zu verschwinden. Es bleiben.
wird verschluckt.
Was man aber nun entdeckt
Also wenn man einen Rönt- hat ist ein Schwarzes Loch,
genausbruch am Himmel be- was mit einem Affenzahn
obachtet, ist das häufig ein durch
die
Milchstraße
Schwarzes Loch, was gerade rauscht!
Gas verschluckt hat.
Also die Frage, ob sich
Manchmal haben Schwarze Schwarze Löcher im All beLöcher auch Begleiter, denen wegen, kann nun durchaus mit
ziehen sie dann die Hosen run- „Ja“ beantwortet werden, was
ter und es gibt Röntgen[2]- nun viel interessanter ist, ist
Jets[12] und Flares[13].
die Frage: Wer beschleunigt
diese Brocken. Gewaltige
[9]
Nun sind das alles Objekte
Sternleichen von über 3 Sonvon denen man bisher davon nenmassen, zusammen geausging, das sie an einem Ort schrumpft auf ein paar hundert
verharren. Das sie sich zwar KM, oder vielleicht 1.000 Kimit der allgemeinen Rotati- lometer. Welche Kräfte spielen
on[10] der Galaxie[11] mit dre- da eine Rolle?
hen, aber in ihr an einem Ort
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Schauen wir erst einmal: Was einem Jahr zurücklegt.
ist die Datenlage?....
Also ist ein Lichtjahr[14] nicht
Am 29 März 2001 entdeckte ganz 9,5 Billionen Km.
ein Röntgenteleskop am Him- (9.460.730.472.580,8 km)
mel einen Röntgenausbruch.
Man wusste recht schnell, das Also 6.000 Lichtjahre entfernt
es sich um einen „normalen“ und dann aber, und jetzt
Stern handeln muss, um den kommt´s,
oberhalb
der
herum sich allerdings irgen- Milchstraße.
detwas bewegt, was für den
Röntgenausbruch verantwort- Wir sitzen ja in der Milchstralich war. Ein Röntgenausbruch ße drin und sehen immer nur
ist mindestens 1000 mal heller das Band der Milchstraße.
aus die Sonne. Also schon mal
ganz ordentlich, und das in ei- Die Milchstraße erscheint uns
nem Abstand von etwa 6000 so milchig, weil sich hier die
Lichtjahren[14].
Sterne konzentrieren, hier sind
mit großem Abstand die meis[14]
Ein Lichtjahr
war ja die ten Sterne.
Entfernung, die das Licht[15]
mit Lichtgeschwindigkeit[16] in Darüber und darunter also au-
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ßerhalb der Milchstraße ist es der mittlere Abstand Erdevergleichsweise leer, da sind Sonne. Das sind nicht ganz
kaum Sterne.
150 Millionen Km, was nun
bedeutet, dass die Jets, die da
Dieses Objekt existiert also rausgeschossen kamen, eine
nicht in der galaktischen Ausdehnung von 4,5 MillioScheibe, sondern im Halo[17] nen Km hatten.
der Milchstraße[18]. Der Atmosphäre der Galaxie, könnte Kaum hatte man das im Jahre
man sagen.
2001 entdeckt, nannte man das
ganze einen Microquasar[20].
Was für ein Objekt hat man
also gefunden? Man konnte Es hatte alle Kennzeichen eiaus den Radio- und Röntgen- nes Quasars[21], nur eben viel
Beobachtungen,
und
der kleiner.
Schwankung der Leuchtkraftkurve ausrechnen, dass es ein Ein Quasar[21] ist ja ein „Quasi
Objekt mit der Größe 0.03 AE Stellares Objekt“ ein Superist.
massives Gebilde im Zentrum
einer Galaxie, wie hier auf
Zum Vergleich. 1 AE, eine dem Bild. Da sind 2 Galaxien
Astronomische Einheit[19] ist drauf. Ein Quasar[21] hat MilThema 72
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lionen
bis
Milliarden
Sonnenmassen frisst im Jahr
eine Sonnenmasse auf, hat
eine Leuchtkraft vom Billionen Fachen der Sonne, also ein
richtig schweres Teil und bei
all den Superlativen Zahlen etwas größer als unser Sonnensystem. Also richtig mächtig
eng gepacktes massives Material.
besonderes und dann noch im
Halo[17] der Milchstraße[18], das
hatte man nun wirklich nicht
erwartet.
Was zeigt uns der Microquasar?
Zunächst einmal Schwankungen im Bereich der Röntgenstrahlung[2]. Die Zeitskala multipliziert mit der Lichtge[20]
Ein Microquasar
ist im schwindigkeit[16], da weiß man
Prinzip das gleiche, ist nur sofort wie groß das Ding ist.
sehr viel kleiner. (Das sind
nicht 2 Galaxien, sondern 2 Aber das Objekt strahlt auch
Sterne... im Prinzip.)
Radiowellen[3] ab. Und Radiowellen[3] können wir unglaubSolche Objekte sind in der Re- lich gut und differenziert aufgel echt weit weg, aber so et- nehmen. Und nu´ kommt´s....
was nun in der Milchstraße[18]
zu beobachten ist etwas ganz Man konnte das erste mal die
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Geschwindigkeit[22] und
Bahn bestimmen, auf/mit
sich das Objekt durch
Milchstraße[18] hindurch
wegt.
Wie man auf dem Bild sehen
kann sind die Bahnen mehr als
merkwürdig. Es saust immer
mal wieder von unten nach
oben durch die Milchstraßenscheibe[18] hindurch, durchfliegt
Also was man im Röntgenbe- den Halo[17], taucht wieder ein,
reich beobachtet hat, wurde um unten wieder heraus zu
durch den Radiobereich noch kommen, und so fort.
genauer nachgerechnet und
bestätigt.
Also bei allem was man nun
ausgerechnet hat, handelt es
Der Hammer ist jetzt, das sich sich um ein Objekt, was 6
das Ding mit 150 Km/sec vielleicht 7 Sonnenmassen[24]
durch die Milchstraße bewegt. hat. Also ein ganz kapitaler
Zur Erinnerung, mit gerade Brocken.
mal 220Km/sec[23] rotiert die
ganze Milchstraße um sich Ja und? Daraus folgt?....
selbst. Für ein einzelnes Objekt was sich außerhalb dieser Es ist ein Schwarzes Loch[1]!
Rotation befindet, ist das ein Weil Neutronensterne[25] nieunglaublicher Wert.
mals mehr als 3 SonnenmasThema 72
die
der
die
be-
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sen haben. Alles was schwerer schließt und von innen keine
ist, wird zum Schwarzen Information[29] mehr nach auLoch[1].
ßen dringt.
Ein Neutronenstern ist ja der Üblicherweise erwartet man
Rest vom Schützenfest.
Schwarze Löcher[1] in der Größenordnung von 3 – 4 SonnenWenn ein Stern in einer Super- massen. Damit also ein
nova[26] explodiert und der Schwarzes Loch[1] von 6 oder
Rest zwischen 1,4 und 3 7 Sonnenmassen[24] übrigbSonnenmassen hat, bleibt ein leibt, da muss aber schon einiNeutronenstern übrig. Das ist ges Explodiert sein.
der Normalfall.
Man hat das ausgerechnet.
Wenn ein sehr großer Stern Und es muss ein Stern gewezur Supernova wird, bleibt im sen sein mit mindestens 300
Kern mehr übrig als 3 Sonnen- Sonnenmassen[24]. Das muss
massen, dann wird es ein man sich mal überlegen, ein
Schwarzes Loch[1]. Die Raum- echt strammes Kerlchen.
zeit[27] wird durch die Gravitation[28] so sehr gekrümmt, das Einen derartigen Stern[30] hasie sich um das Objekt herum ben wir momentan in der
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Milchstraße[18] nicht im An- Wenn der Stern seinen Fusischnitt.
onsdruck verliert, weil er ausgebrannt ist, fallen seine äuße[31]
Wir haben da den R161A1
ren Schalen auf den Kern und
mit 265 Sonnenmassen, als es macht BUMM!
größten Stern in der Magelan
´schen Wolke[32], der könnte Fallen diese Schalen gleichbei seiner Entstehung mal 320 mäßig auf den Kern, ist die
Sonnenmassen[24] gehabt ha- Supernova[26] symmetrisch und
ben, aber der ist ja nicht in der alles fliegt gleichmäßig ausMilchstraße.
einander, der Kern bleibt im
wesentlichen stehen, weil der
Woher bekommt so ein großer Explosionsdruck von allen
Stern seine Bewegungsge- Seiten gleich ist.
schwindigkeit?
Die zweite Möglichkeit ist, die
[30]
Wenn ein Stern zur Super- Explosion ist unsymmetrisch.
nova[26] wird, gibt es 2 Mög- In diesem Fall explodiert der
lichkeiten, wie er explodiert.
Stern in eine Richtig und wird
in die andere beschleunigt.
Die erste ist, er explodiert
symmetrisch.
Auf dem Bild sieht man wie
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der Supernova[26] - Überrest
aussieht und der kleine blaue
Punkt, (am rechten Bildrand
unter dem hellen Stern), das
ist der beschleunigte Kern, der
sich nun aufmacht, durchs All
zu fliegen.
Dieser Kick von hinten sorgt
dafür, dass das Überbleibsel
mit bis zu 600Km/sec durchs
All brettert. Unglaublich.
Man beobachtet, das es viel
mehr asymmetrische Explosionen gibt, als symmetrische.
In beiden Fällen bleibt jedoch Man kennt das ja auch aus
ein Neutronenstern übrig.
dem alltäglichen Leben, was
ist schon perfekt? So endet ein
Die Aufnahme ist aus Bildern Sternenleben als Neutronensdes Hubble[33]-Weltraumtele- tern[25].
skop und des Röntgenteleskops Chandra[34] zusammen- Aber was verschafft jetzt eigesetzt. Die gelben Filamente nem solchen Schwarzen Loch
sind im sichtbaren Licht so einen Kick, das es sich mit
aufgenommen, Blau zeigt 150Km/sec bewegen kann, obheiße Röntgenstrahlung an. wohl es 2 – 3 mal so schwer
Der Überrest hat heute einen wie die Neutronensterne ist?
Durchmesser
von
30
Lichtjahren.
Mmmmh, jaaa... das ist ein
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Problem. Das versteht man
heute noch nicht. Es gibt eine
Idee, aber die ist recht merkwürdig.
Wir hatten ja festgestellt, das
sich das Objekt durch die
Scheibe der Milchstraße[18] bewegt, in den Halo[17] eintritt
und wieder „runter“ fällt, um
die Milchstraße[17] nach unten
zu durchfliegen, in den unteren Teil des Halos[18] eindringt
und wieder hoch kommt, und
so weiter.
Nun gibt es Kugelsternhaufen,
in denen die ältesten Objekte
des Universums versammelt
sind. Kaum noch Sternentstehung, da ist alles alt. Und da
ist nun folgendes...
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Der Nächste Stern von uns aus
gesehen ist ja Alpha Centauri,
der ist so grob 4 Lichtjahre
entfernt.
Und da kann es schon mal
passieren, dass ein massiver
Stern an einen anderen vorbei
läuft und ihn raus schießt. Der
schleudert ihn weg.
In solchen Kugelsternhaufen Bei Sonden nennt man das ein
sind die Sterne weniger als ein Swing-by-Manöver[33].
Tausendstel Lichtjahr von einander entfernt. Man möchte Die Sonde nähert sich dem
fast meinen, die berühren sich Schwerefeld des Planeten geschon. Naja, nicht ganz, ist nau soweit, wie es erforderlich
schon klar, aber sie sind echt ist um seine Gravitation zur
nah beieinander.
Kursänderung zu benutzen.
Nun ist der Planet von der
Was hat das für Auswirkun- Masse einer Sonde nicht wirkgen?
lich beeindruckt.
Wenn schwere Körper nah
beieinander sind, fangen die
an, massive Gravitationskräfte[28] aufeinander auszuüben.
Je enger desto schlimmer.
Wenn aber zwei Sterne das
gleiche tun, schmeißen sie
sich gegenseitig durch diese
Kurskorrektur aus dem System.
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Und genau so muss das bei
dem Schwarzen Loch auch gewesen sein, so zur Zeit die
Standardfolklore.
Also man geht zur Zeit davon
aus, dass das Schwarze Loch,
was sich vertikal zur Milchstraße bewegt, aus einem Kugelsternhaufen heraus geschleudert wurde.
Man könnte auch sagen, das
ist ein Astro-Archologischer
Fund. Man hat einen Himmelskörper entdeckt, der seit
Milliarden von Jahren durch
die Milchstraße saust, der
möglicherweise über 13 Milliarden Jahre alt ist, denn die
Kugelhaufen sind die ersten
Gebilde in einer Galaxie. Also
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man hat etwas entdeckt was es
ganz ganz früh bereits gegeben haben muss. Das ist etwas
ganz seltenes.
Es macht uns aber auch Beobachtungen möglich, die sehr
empfindlich und genau die Bewegungen von Gas und Material in der Nähe eines Schwarzen Loches erkennen lassen.
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Denn der Quasar den man da
beobachtet hat, ist sozusagen
das
Spielzeugmodell
der
großen aktiven Kerne in den
Zentren der Galaxien.
Kerne die Milliarden von
Lichtjahren von uns entfernt
sind und die gewaltige Plasmaströme, sog. Jets[12], erkennen lassen, wo nicht nur
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Röntgenstrahlung[2] sondern zu schließen, wie es sich an
auch Gammastrahlung[34] frei- anderen Stellen im Univergesetzt wird.
sum, und letztlich überall abspielen muss.
Also die Beobachtung von Galaktischen Quellen hat durch- Aber vielleicht ist es doch so,
aus auch Konsequenzen auf
dass die Sterne gar nicht da
extragalaktischer Ebene. Man
sind, wenn keiner hinguckt
versucht durch die Erkenntnisse, die man hier in der
Milchstraße gewinnt, darauf
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Quellennachweis
[1] Schwarzes Loch
http://de.wikipedia.org/wiki/Rotation_%28Physik http://de.wikipedia.org/wiki/Geschwindigkeit
http://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzes_Loch
%29
[23] Rotationsgeschwindigkeit der Milchstraße
[2] Röntgenstrahlung
[11] Galaxie http://de.wikipedia.org/wiki/Galaxie http://de.wikipedia.org/wiki/Milchstra
http://de.wikipedia.org/wiki/R
[12] Jets http://de.wikipedia.org/wiki/Jet_
%C3%9Fe#Lage_der_Sonne_im_Milchstra.C3.9F
%C3%B6ntgenstrahlung
%28Astronomie%29
ensystem
[3] Radiostrahlung
[13] Flares
[24] Sonnenmasse
http://de.wikipedia.org/wiki/Radiostrahlung
http://de.wikipedia.org/wiki/Sonneneruption
http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenmasse
[4] Surveys
[14] Lichtjahr
[25[ Neutronenstern
http://de.wikipedia.org/wiki/Survey#Astronomisc http://de.wikipedia.org/wiki/Lichtjahr
http://de.wikipedia.org/wiki/Neutronenstern
he_Surveys
[15] Licht http://de.wikipedia.org/wiki/Licht
[26] Supernova
[5] Universum
[16] Lichtgeschwindigkeit
http://de.wikipedia.org/wiki/Supernova
http://de.wikipedia.org/wiki/Universum
http://de.wikipedia.org/wiki/Lichtgeschwindigkeit [27] Raumzeit
[6] Gaswolke
[17] Halo http://de.wikipedia.org/wiki/Halo_
http://de.wikipedia.org/wiki/Raumzeit
http://de.wikipedia.org/wiki/Gaswolke
%28Astronomie%29
[28] Gravitation / Schwerkraft
[7] Material / Werkstoff
[18] Milchstraße
http://de.wikipedia.org/wiki/Schwerkraft
http://de.wikipedia.org/wiki/Werkstoff
http://de.wikipedia.org/wiki/Milchstra%C3%9Fe [29] Information
[8] Todesschrei der Materia
[19] Astronimische Einheit AE
http://de.wikipedia.org/wiki/Information
http://de.wikipedia.org/wiki/Gammaastronomie#F http://de.wikipedia.org/wiki/Astronomische_Einh [30] Stern http://de.wikipedia.org/wiki/Stern
orschungsobjekte_der_Gammaastronomie
eit
[31] Stern R136a1
[9] Objekt
[20] Microquasar
http://de.wikipedia.org/wiki/R136a1
http://de.wikipedia.org/wiki/Astronomisches_Obj http://de.wikipedia.org/wiki/Mikroquasar
[32] Magelan´schen Wolke
ekt
[21] Quasar http://de.wikipedia.org/wiki/Quasar http://de.wikipedia.org/wiki/Magellansche_Wolke
[10] Rotation
[22] Geschwindigkeit
n
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HG: soloton.selfhost.eu:8002:STOA II Jupiter
http://soloton.selfhost.eu
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[33] Hubble http://de.wikipedia.org/wiki/HubbleWeltraumteleskop
[34] Chandra
http://de.wikipedia.org/wiki/Chandra_
%28Teleskop%29
[33] Swing-by-Manöver
Thema 72
Bewegen sich Schwarze Löcher im All?
Spike Jupiter, Sim 6 Kapitel 12 von 12
http://de.wikipedia.org/wiki/Swing-by
[36] Bewegen sich Schwarze Löcher im All? Teil
[34] Gammastrahlung
2http://www.youtube.com/watch?
http://de.wikipedia.org/wiki/Gammastrahlung
v=bqJmufjIDzc&list=PL74CFF4C2B87A11BE
[35] Bewegen sich Schwarze Löcher im All? Teil
1http://www.youtube.com/watch?v=Iy0D71hOQQ&list=PL74CFF4C2B87A11BE
HG: soloton.selfhost.eu:8002:STOA II Jupiter
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