Schlagwort: Schwarzes Loch

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Plasmastrahlen der Radiogalaxie Hercules A

Galaxie mit riesigen Plasmastrahlen, die vermutlich von einem Schwarzen Loch stammen.

Bildcredit: NASA, ESA, S. Baum und C. O’Dea (RIT), R. Perley und W. Cotton (NRAO/AUI/NSF) sowie das Hubble-Vermächtnisteam (STScI/AURA)

Warum strömen aus dieser Galaxie so spektakuläre Strahlen? Das ist nicht bekannt. Wahrscheinlich hängt es mit einem aktiven, sehr massereichen Schwarzen Loch im Zentrum zusammen. Die Galaxie in der Bildmitte ist Hercules A. Im sichtbaren Licht wirkt sie wie eine relativ normale elliptische Galaxie. Wenn man sie aber in Radio-Wellenlängen abbildet, treten gewaltige Plasmastrahlen hervor, die länger sind als eine Million Lichtjahre.

Die zentrale Galaxie ist auch als 3C 348 bekannt. Genaue Analysen zeigen, dass sie mehr als 1000-mal massereicher ist als unsere Galaxis. Das zentrale Schwarze Loch besitzt fast 1000-mal mehr Masse als das Schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße.

Dieses Bild im sichtbaren Licht wurde mit dem Weltraumteleskop Hubble in der Erdumlaufbahn gemacht. Dann wurde es mit einem Radiobild überlagert, das mit den Radioantennen des Very Large Array VLA im US-amerikanischen New Mexico aufgenommen wurde. Das VLA wurde kürzlich modernisiert. Die Physik, die diese Strahlen erzeugt, wird weiterhin erforscht. Eine wahrscheinliche Energiequelle ist Materie, die in das zentrale Schwarzen Loch fällt und hinein strudelt.

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Das Schwarze Loch in der Milchstraße

Das Bild im Hintergrund zeigt das Zentrum der Milchstraße. Ein Einschub in der Bildmitte zeigt eine Vergrößerung davon. Rechts daneben sind drei Bilder eines Lichtausbruchs untereinander gezeigt.

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, Projekt NuSTAR

Das Zentrum unserer Milchstraße ist etwa 27.000 Lichtjahre von uns entfernt. Darin befindet sich ein Schwarzes Loch mit vier Millionen Sonnenmassen. Es wird als Sagittarius A* (gesprochen: Sagittarius A Stern) bezeichnet.

Das Schwarze Loch der Milchstraße ist zum Glück freundlich gestimmt, wenn man es mit Schwarzen Löchern in fernen aktiven Galaxien vergleicht. Es verschlingt die Materie um sich herum mit viel mehr Ruhe. Von Zeit zu Zeit blitzt es jedoch auf.

Kürzlich wurde ein Ausbruch beobachtet, der mehrere Stunden dauerte. Er wurde auf dieser Serie erstklassiger Röntgenbilder des Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) in der Erdumlaufbahn dokumentiert.

NuSTAR startete am 13. Juni ins All. Es ist das erste Teleskop, das scharfe Ansichten der Region um Sgr A* in dem Röntgen-Spektralbereich liefert, der jenseits der Spektralbereiche liegt, die mit den Weltraumteleskopen Chandra und XMM aufgenommen werden können.

Die drei Bildfelder ganz rechts zeigen das kürzliche Aufflackern. Es wurde im Lauf von zwei Beobachtungstagen von NuSTAR beobachtet. Röntgenstrahlen entstehen in Materie, die auf über 100 Millionen Grad Celsius aufgeheizt und die fast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt wird, wenn sie in das zentrale Schwarze Loch der Milchstraße fällt.

Das groß eingefügte Röntgenbild ist etwa 100 Lichtjahre breit. Die helle, weiße Region darin zeigt die heißeste Materie, die dem Schwarzen Loch am nächsten kommt. Die rosarote Wolke gehört wahrscheinlich zu einem nahe gelegenen Supernovaüberrest.

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In Orions Zentrum

Im Zentrum des Orionnebels leuchten vier helle Sterne in einem offenen Sternhaufen, sie sind als Trapez bekannt.

Credit: Bilddaten: Hubble-Vermächtnisarchiv, Bearbeitung: Robert Gendler

Das scharfe kosmische Porträt zeigt das Zentrum des Orionnebels. In der Mitte befinden sich vier heiße, massereiche Sterne. Sie sind als das Trapez bekannt und liegen in einer Region mit einem Radius von etwa 1,5 Lichtjahren. Sie prägen das Innerste des dichten Orionnebel-Sternhaufens.

Die ultraviolette ionisierende Strahlung der Trapezsterne stammt vorwiegend vom hellsten Stern Theta 1 Orionis C. Sie liefert die Energie für das sichtbare Leuchten der ganzen komplexen Sternbildungsregion. Der Orionnebel-Haufen ist etwa drei Millionen Jahre alt. Er war in seinen jüngeren Jahren sogar noch kompakter.

Eine aktuelle dynamische Untersuchung zeigt, dass bei früheren Sternkollisionen, die außer Kontrolle gerieten, ein Schwarzes Loch mit mehr als 100 Sonnenmassen entstanden sein könnte. Ein Schwarzes Loch im Haufen könnten die beobachteten hohen Geschwindigkeiten der Trapezsterne erklären.

Der Orionnebel ist etwa 1500 Lichtjahren entfernt. Somit wäre es das nächstgelegene Schwarze Loch in der Umgebung der Erde, das wir kennen.

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Die Reise zum Mittelpunkt der Galaxis

Video-Credit: ESO/MPE/Nick Risinger (skysurvey.org)/VISTA/J. Emerson/Digitized Sky Survey 2

Was ist im Zentrum unserer Galaxis? In Jules Vernes Science-Fiction-Klassiker „Die Reise zum Mittelpunkt der Erde“ stoßen Professor Liedenbrock und seine Mitreisenden auf seltsame Dinge. Weltraumforschende kennen bereits einige der bizarren Objekte im Zentrum unserer Galaxis, zum Beispiel gewaltige kosmische Staubwolken, helle Sternhaufen, wirbelnde Ringe aus Gas und sogar ein extrem massereiches Schwarzes Loch.

Ein Großteil des galaktischen Zentrums ist im sichtbaren Licht von uns aus gesehen von dazwischenliegendem Staub und Gas verdeckt, doch es kann mit elektromagnetischer Strahlung in anderen Wellenlängen erforscht werden.

Das Video zeigt eine digitale Vergrößerung vom Zentrum der Milchstraße mit Bildern der Digitized Sky Survey. Diese Durchmusterung wurde im sichtbaren Licht durchgeführt. Im Verlauf des Films verschiebt sich die Darstellung von sichtbarem Licht zum Infrarotlicht, das Staub durchdringt, und zeigt kürzlich entdeckte Gaswolken, die ins zentrale Schwarze Loch fallen.

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Centaurus A

Die elliptische Galaxie Centaurus A ist von einem breiten, wüsten Staubband bedeckt. Im Bild ist sie von Sternen und einem diffus leuchtenden Halo umgeben.

Bildcredit und Bildrechte: SSRO-Süd (Steve Mazlin, Jack Harvey, Daniel Verschatse, Rick Gilbert) und Kevin Ivarsen (PROMPT / CTIO / UNC)

Welche aktive Galaxie ist der Erde am nächsten? Es ist Centaurus A, sie ist nur 11 Millionen Lichtjahre entfernt. Die auffällige elliptische Galaxie ist auch als NGC 5128 katalogisiert. Sie ist größer als 60.000 Lichtjahre.

Centaurus A entstand durch die Kollision zweier normaler Galaxien. Sie ist ein fantastisches Durcheinander aus jungen, blauen Sternhaufen, rötlichen Sternbildungsregionen und imposanten dunklen Staubbahnen, die hier sehr detailreich abgebildet sind. Das farbige Galaxienporträt wurde am klaren chilenischen Himmel über dem Inter-American Observatory auf dem Cerro Tolo fotografiert.

Nahe beim Galaxienzentrum befindet sich ein Schwarzes Loch mit einer Milliarde Sonnenmassen. Dieses verschluckt weiterhin übrig gebliebene kosmische Trümmer. Solche Prozesse finden auch in anderen aktiven Galaxien statt. Dabei entsteht wahrscheinlich die Radio-, Röntgen- und Gammastrahlung von Centaurus A.

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Imbiss im Zentrum der Galaxis

Eine orange-rot leuchtende Gaswolke wird vom Schwarzen Loch in der Milchstraße angezogen und in die Länge gerissen. Die Bahnen von Sternen, die um das Schwarze Loch kreisen, sind blau dargestellt.

Illustrationscredit: ESO/MPE/Marc Schartmann

Das Monster im Zentrum unserer Galaxis ist bereit zur Fütterung. Aktuelle Beobachtungen mit dem Very Large Telescope zeigen, dass eine Gaswolke dem sehr massereichen Schwarzen Loch im galaktischen Zentrum zu nahe kommt. Die Gaswolke wird zerfetzt, in die Länge gezogen und erhitzt. Ein Teil davon fällt voraussichtlich im Laufe der nächsten zwei Jahre in das schwarze Loch.

Diese künstlerische Illustration zeigt das, was nach der nahen Begegnung mit dem schwarzen Loch von dem Klumpen übrig bleibt, in Rot und Gelb. Der Überrest wölbt sich aus der Gravitationsfalle nach rechts. Die Umlaufbahn der Wolke ist rot, die Umlaufbahnen der Zentralsterne sind blau abgebildet.

Der hineinfallende Nebel enthält schätzungsweise mehrere Erdmassen. Das zentrale schwarze Loch, das vermutlich mit der Radioquelle Sagittarius A* zusammenfällt, enthält ungefähr vier Millionen Sonnenmassen. Wenn es einmal hineingefallen ist, ist von dem verlorenen Gas wohl nie wieder etwas zu hören.

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Blick durch das Zentrum von Centaurus A

Dicke Staubranken verdecken das Zentrum von Centaurus A. Dazwischen sind viele rosarote Sternbildungsregionen verteilt.

Bildcredit: NASA, ESA und die Kollaboration des Hubble-Vermächtnisses (STScI/AURA)-ESA/Hubble; Danksagung: R. O’Connell (U. Virginia)

Der Zentralbereich der aktiven Galaxie Centaurus A ist von einem fantastischen Durcheinander aus jungen blauen Sternhaufen, gewaltigen leuchtenden Gaswolken und imposanten dunklen Staubbahnen umgeben.

Dieses Bild des Weltraumteleskops Hubble wurde so bearbeitet, dass es den kosmischen Mahlstrom in natürlichen Farben darstellt. Infrarotbilder von Hubble zeigen auch, dass im Zentrum der Aktivität etwas verborgen ist, das wie Materiescheiben aussieht. Diese Scheiben stürzen auf Spiralbahnen in ein Schwarzes Loch mit mehreren Milliarden Sonnenmassen.

Centaurus A entstand offenbar bei der Kollision zweier Galaxien. Die übrigen Trümmer werden kontinuierlich vom Schwarzen Loch aufgesaugt. Das Schwarze Loch strahlt Energie im Radio-, Röntgen- und Gammastrahlenbereich ab. Weltraumforschende vermuten, dass Schwarze Löcher wie in Centaurus A und anderen aktiven Galaxien die zentrale Quelle der Strahlung sind.

Centaurus A ist eine nahe gelegene aktive Galaxie. Sie ist nur 10 Millionen Lichtjahre entfernt und somit ein gut geeignetes Labor zur Erforschung dieser mächtigen Energiequellen.

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Der Strahl der Galaxie M87

Links oben ist ein gelb leuchtendes Galaxienzentrum, von diesem strömt ein langer, blauer Strahl, der teilweise unterbrochen ist.

Bildcredit: J. A. Biretta et al., Hubble-Vermächtnisteam (STScI /AURA), NASA

Beschreibung: Wie entstand der riesige Strahl, der aus dem Zentrum der Galaxie M87 strömt? Der ungewöhnliche Strahl wurde schon zu Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts entdeckt, doch die genaue Ursache wird immer noch erörtert. Das Bild entstand 1998 mit dem Weltraumteleskop Hubble. Es zeigt klare Details.

Die gängigste Hypothese lautet, dass der Strahl durch energiereiches Gas entsteht, das um ein massereiches Schwarzes Loch im Zentrum der Galaxie wirbelt. So entsteht eine 5000 Lichtjahre lange Lötlampe, die Elektronen fast mit Lichtgeschwindigkeit ausstößt. Dabei strahlen diese in einem magnetischen Wirbel ein unheimliches blaues Licht ab.

M87 ist eine riesige elliptische Galaxie. Sie ist nur 50 Millionen Lichtjahre entfernt und befindet sich im Virgo-Galaxienhaufen. Die blassen Lichtpunkte um das Zentrum von M87 sind uralte große Kugelsternhaufen.

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