Schlagwort: Schwarzes Loch

Veröffentlicht am

Zwei Schwarze Löcher tanzen in 3C 75

Mitten im Bild leuchtet ein blauer Nebel vor einem dunklen Hintergrund, darin zeichnen sich zwei sternartige Lichtquellen ab, von denen drei nebelartige rosarote Schlieren ausströmen.

Bildcredit: Röntgen: NASA/CXC/D. Hudson, T.Reiprich et al. (AIfA); Radio: NRAO/VLA/ NRL

Was passiert in der aktiven Galaxie 3C 75? Dieses Kompositbild entstand aus Röntgen- (blau) und Radiodaten (rosarot). Die beiden hellen Quellen in der Mitte sind extrem massereiche Schwarze Löcher. Sie umkreisen einander und versorgen die gewaltige Radioquelle 3C 75 mit Energie.

Die massereichen Schwarzen Löcher stoßen Strahlen aus relativistischen Teilchen aus. Sie sind 25.000 Lichtjahre voneinander entfernt und von Gas umgeben. Das Gas ist viele Millionen Grad heiß und leuchtet in Röntgenlicht. Das Gebilde ist etwa 300 Millionen Lichtjahre entfernt. Es befinden sich im Inneren zweier verschmelzender Galaxien. Sie gehören zum Galaxienhaufen Abell 400.

Forschende vermuten, dass die beiden massereichen Schwarzen Löcher ein Doppelsystem sind, das durch Gravitation aneinander gebunden ist. Der Schluss liegt nahe, denn die Ströme wirken einheitlich zurückgefegt. Das ist sehr wahrscheinlich auf eine gemeinsame Bewegung zurückzuführen, denn sie rasen mit 1200 Kilometern pro Sekunde durch das heiße Gas im Haufen.

Solche spektakulären kosmischen Verschmelzungen kommen in der Umgebung dicht gedrängter Galaxienhaufen im fernen Universum vermutlich häufig vor. Kurz vor ihrer Verschmelzung werden sie zu einer intensiven Quelle für Gravitationswellen.

Zur Originalseite

Veröffentlicht am

J1502+1115: Galaxie mit drei Schwarzen Löchern

Mitten im Bild sind zwei helle Flecken abgebildet. Ihr weißes Inneres ist von roten Rändern umgeben, außen herum verläuft Grün. Der Hintergrund ist dunkelblau. Die Flecken sind zwei der drei Schwarzen Löcher in J1502+1115.

Bildcredit: R. P. Deane (U. Capetown) et al.

Die meisten Galaxien enthalten ein sehr massereiches Schwarzes Loch. Doch warum hat diese Galaxie drei? Der wahrscheinlichste Grund ist, dass die Galaxie J1502+1115 kürzlich durch eine Verschmelzung dreier kleinerer Galaxien entstand. Die zwei Schwarzen Löcher, die am engsten beisammen liegen, sind oben abgebildet. Sie wurden in Radiowellen von einer großen koordinierten Anordnung von Antennen aufgelöst. Die Radioteleskope sind über Europa, Asien und Afrika verteilt.

Diese beiden sehr massereichen Schwarzen Löcher sind etwa 500 Lichtjahre voneinander entfernt. Jedes hat wahrscheinlich an die 100 Millionen Sonnenmassen. J1502+1115 hat eine Rotverschiebung von 0,39. Derzeit ist J1502+1115 eines von nur wenigen bekannten Dreifachsystemen Schwarzer Löcher. Es wird erforscht, um mehr über die Galaxie und die Wechselwirkungen zwischen sehr massereichen Schwarzen Löchern im mittleren Alter unseres Universums zu erfahren.

Bei künftigen Beobachtungen könnten Gravitationswellen entdeckt werden, die von solchen massereichen Systemen Schwarzer Löcher ausgehen.

Zur Originalseite

Veröffentlicht am

M106 im ganzen Spektrum

Aus einer Spiralgalaxie mit Staubbahnen und rötlichen Sternbildungsgebieten ragen violette Arme, die sich über die Galaxienscheibe erheben. Sie sind auf Bildern in sichtbarem Licht nicht zu sehen.

Bildcredits: Röntgen – NASA / CXC / Caltech / P.Ogle et al., Optisch – NASA/STScI, Infrarot – NASA/JPL-Caltech, Radio – NSF/NRAO/VLA

Die Spiralarme der hellen, aktiven Galaxie M106 breiten sich auf diesem Multiwellenlängen-Porträt aus. Es entstand aus Bilddaten von Radio- bis Röntgenstrahlen und zeigt die Galaxie im ganzen elektromagnetischen Spektrum. M106 ist auch als NGC 4258 bekannt. Sie befindet sich im nördlichen Sternbild Jagdhunde. Die gut vermessene Entfernung zu M106 beträgt 23,5 Millionen Lichtjahre. Damit ist diese kosmische Szenerie etwa 60.000 Lichtjahre breit.

Typisch für große Spiralgalaxien sind dunkle Staubbahnen, junge Sternhaufen und Sternbildungsgebiete. Sie säumen die Spiralarme, die in einem hellen Kern zusammenlaufen.

Doch dieses Komposit betont zwei anomale Arme in Radiowellenlängen (violett) und Röntgenlicht (blau). Sie erheben sich anscheinend aus der Zentralregion von M106. Es sind Hinweise auf energiereiche Strahlströme aus Materie, die in die Galaxienscheibe rasen. Die Strahlen werden wahrscheinlich von Materie gespeist, die in ein massereiches zentrales Schwarzes Loch fällt.

Zur Originalseite

Veröffentlicht am

Aussicht in der Nähe eines Schwarzen Lochs

Ein roter Strudel reicht wie ein Trichter in die Tiefe, unten leuchtet eine helle Kugel, von der ein Strahl senkrecht aufsteigt.

Illustrationscredit: April Hobart, CXC

Mitten in einem Strudelbecken aus heißem Gas sitzt wahrscheinlich ein Ungeheuer, das noch nie direkt zu sehen war: ein Schwarzes Loch. Wenn man das helle Licht untersucht, das vom wirbelnden Gas abgestrahlt wird, bietet das häufig nicht nur Hinweise auf ein Schwarzen Lochs, sondern auch auf seine wahrscheinlichen Eigenschaften.

Man fand heraus, dass das Gas um beispielsweise GRO J1655-40 ungewöhnlich flackert. 450 Mal pro Sekunde flackert dieses Gas. Eine frühere Abschätzung der Masse des Objekts im Zentrum ergab sieben Sonnenmassen. Daher kann die Frequenz des schnellen Flackerns durch ein Schwarzes Loch erklärt werden, das sehr schnell rotiert.

Welche physikalischen Mechanismen das Flackern und eine langsamere quasiperiodische Schwingung in Akkretionsscheiben um Schwarze Löcher und Neutronensterne verursacht, wird noch erforscht.

Zur Originalseite

Veröffentlicht am

Die wolkigen Kerne aktiver Galaxien

Bildcredit: NASA / GSFC, W. Steffen (UNAM)

Wie sieht es aus, wenn man ins Zentrum einer aktiven Galaxie reist? Vermutlich enthalten die meisten Galaxienzentren Schwarze Löcher. Sie sind Millionen Mal massereicher als unsere Sonne. Die Räume um diese sehr massereichen Schwarzen Löcher sind wohl alles andere als ruhig. Sie flackern in vielen Farben. Daher trägt die gesamte Objektklasse die Bezeichnung Aktiver Galaxienkern.

Dieses Video zeigt, wie ein aktiver galaktischer Kern aus der Nähe aussehen könnte. Aktive Galaxienkerne besitzen meist massereiche Akkretionsscheiben, die das zentrale Schwarze Loch speisen. Mächtige Strahlen schießen elektrisch geladene Materie weit hinaus ins umgebende Universum.

Wolken aus Gas und Staub kreisen um die zentralen Schwarzen Löcher. In jüngster Zeit erkannte man, dass die Wolken so dicht sind, dass sie sogar die alles durchdringenden Röntgenstrahlen ausblenden können, sodass sie uns nicht erreichen. Solche Trübungen von Röntgenlicht können Stunden oder Jahre dauern. Das wurden bei der Analyse von Daten entdeckt, die in mehr als einem Jahrzehnt vom Rossi–X-ray-Timing-Explorer (RXTE) der NASA gewonnen wurden.

Ist eure Postkarte angekommen? Seht nach!

Zur Originalseite

Veröffentlicht am

Schwere Strahlen eines Schwarzen Lochs in 4U1630-47

Das Bild ist eine Illustration des Sternsystems 4U1630-47. Links in der Mitte ist eine rotierende Scheibe, außen rot, innen gelb. Nach oben und unten schießt senkrecht zur Scheibe ein Strahl heraus. Rechts ist ein großer, blauweißer Stern, von dem Materie zur Akkretionsscheibe fließt.

Illustrationscredit: NASA, CXC, M. Weiss

Woraus bestehen die Strahlen eines Schwarzen Lochs? Viele Schwarze Löcher in Sternsystemen sind vermutlich von Scheiben umgeben. Sie bestehen aus Gas und Plasma, das durch Gravitation von einem nahen Begleitstern abgesaugt wird. Ein Teil dieser Materie wird vom Sternsystem als mächtiger Strahl ausgestoßen, nachdem sie sich dem Schwarzen Loch genähert hat. An den Polen des rotierenden Schwarzen Lochs strömt ein Strahl nach oben und einer nach unten.

Es gibt aktuelle Hinweise, dass diese Strahlen nicht nur aus Elektronen und Protonen bestehen, sondern auch aus den Kernen schwerer Elemente wie Eisen und Nickel. Die Entdeckung wurde im System 4U1630-47 gemacht, und zwar mit einer kompakten Anordnung an Radioteleskopen im Osten Australiens, die von CSIRO betrieben wird, sowie mit dem Satelliten XMM-Newton der Europäischen Weltraumorganisation in der Erdumlaufbahn.

Das Sternsystem 4U1630-47 ist oben künstlerisch dargestellt. Rechts ragt ein großer blauer Stern ins Bild. Von einem Schwarzen Loch im Zentrum der Akkretionsscheibe links strömen Strahlen nach oben und unten. Das Sternsystem 4U1630-47 enthält vermutlich nur ein kleines Schwarzes Loch mit wenigen Sonnenmassen. Trotzdem ist die Schlussfolgerung aus dieser Beobachtung bedeutsam, nämlich dass auch größere Schwarze Löcher Strahlen mit massereichen Kernen ins Universum ausstoßen.

Klick in den Hyperraum: APOD-Zufallsgenerator

Zur Originalseite

Veröffentlicht am

Der stille Sagittarius A*

Im Bild sind rote gewundene nebelige Arme verteilt, darin sind gelbe und blaue unscharfe Lichtflecken verteilt. In der Mitte ist ein Quadrat markiert, das rechts oben vergrößert dargestellt ist. Es zeigt eine Nebelstruktur mit einem hellen Zentrum.

Bildcredit: Röntgen – NASA / CXC / Q. Daniel Wang (UMASS) et al., Infrarot – NASA/STScI

Heißes Gas ist schwer zu schlucken. Das gilt anscheinend auch für das extrem massereiche Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxis. Das Schwarze Loch in der Milchstraße ist als die Quelle Sagittarius A* bekannt. Es befindet sich in der Mitte dieses Komposits. Darauf ist Infrarot in roten und gelben Farbtönen dargestellt, Röntgenstrahlung in blauen Farben.

Eine unscharfe Emission umgibt das Schwarze Loch. Sie wurde im Rahmen einer umfangreichen Beobachtungskampagne mit dem Röntgenteleskop Chandra aufgenommen. Der eingefügte Ausschnitt zeigt die Nahaufnahme im Detail, er ist etwa 1/2 Lichtjahr breit. Das galaktische Zentrum ist ungefähr 26.000 Lichtjahre entfernt.

Astronomen* fanden heraus, dass die Röntgenemission von heißem Gas stammt, das aus den Winden massereicher junger Sterne in der Region abgezogen wird. Die Chandra-Daten zeigen, dass höchstens ein Prozent des Gases im Gravitationsbereich des Schwarzen Loches jemals den Ereignishorizont erreicht und genug Hitze und Drehimpuls verliert, um in das Schwarze Loch zu stürzen. Der Rest des Gases entweicht als Ausfluss.

Das Ergebnis erklärt, warum das zentrale Schwarze Loch in der Milchstraße so ruhig ist. Es ist viel blasser, als man im energiereichen Röntgenspektralbereich erwarten würde. Das gilt wahrscheinlich für die meisten extrem massereichen Schwarzen Löcher in Galaxien im nahen Universum.

Zur Originalseite

Veröffentlicht am

Ein Schwarzes Loch in der Photonensphäre umkreisen

Bildcredit und Bildrechte: Robert Nemiroff (MTU)

Was würden wir sehen, wenn wir zu einem Schwarzen Loch kommen? Ein besonders interessanter Ort in der Nähe eines Schwarzen Loches ist seine Photonensphäre. Dort können Photonen es umkreisen. Dieser Bereich ist 50 Prozent weiter vom Innersten entfernt als der Ereignishorizont.

Wenn ihr von der Photonensphäre eines Schwarzen Loches nach außen blickt, wäre der halbe Himmel ganz schwarz. Die andere Hälfte wäre ungewöhnlich hell. Was sich hinter eurem Kopf befindet, wäre in der Mitte zu sehen.

Dieses computeranimierte Video zeigt diese Aussicht von der Photonensphäre aus. Die untere Region erscheint schwarz, weil alle Lichtstrahlen in dieser dunklen Region vom Schwarzen Loch ausgehen müssten. Das Schwarze Loch strahlt aber natürlich kein Licht ab. Die obere Hälfte des Himmels leuchtet dagegen ungewöhnlich hell und blau verschoben.

Zur Hell-dunkel-Teilung in der Mitte hin tauchen immer mehr vollständige Himmelsbilder auf. Diese Hell-Dunkel-Teilung ist die Photonensphäre. Dort befinden wir uns. Da hier Photonen kreisen können, kreist auch Licht von hinter dem Kopf um das Schwarze Loch und gelangt so ans Auge. Kein Ort am Himmel ist hier verborgen. Sterne, die hinter dem Schwarzen Loch vorbeiwandern, schwirren scheinbar schnell um einen Einsteinring herum. Der Einsteinring erscheint oben als waagrechte Linie. Er ist etwa ein Viertel der Bildhöhe vom oberen Rand des Videos entfernt.

Dieser Film ist Teil einer Videoserie, die den Raum in der Nähe des Ereignishorizonts eines Schwarzen Loches visuell erforscht.

(Hinweis: Der Urheber des Videos, Robert Nemiroff, ist einer der APOD-Herausgeber.)

Zur Originalseite