Schlagwort: Swift

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Schwarzes Loch wächst mit Strahl

Die künstlerische Illustration zeigt eine düstere Umgebung mit blauen Nebeln. Spiralförmig strömen helle Flüsse ins Zentrum unten in der Mitte. Dort leuchtet orangefarbenes Licht in einer Vertiefung. Nach oben strömt ein heller Strahl heraus.

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

Was passiert, wenn ein Schwarzes Loch einen Stern verschlingt? Viele Details sind noch unbekannt, aber Beobachtungen liefern neue Hinweise. Im Jahr 2014 wurde von den bodengestützten Roboterteleskopen des Projekts ASAS-SN (All Sky Automated Survey for SuperNovae) eine gewaltige Explosion aufgezeichnet, die von Instrumenten wie dem NASA-Satelliten Swift in der Erdumlaufbahn weiter beobachtet wurde.

Die Computermodellierung dieser Emissionen passt zu einem Stern, der von einem weit entfernten supermassereichen schwarzen Loch zerrissen wird. Die Ergebnisse einer solchen Kollision sind in der abgebildeten künstlerischen Illustration dargestellt. Das Schwarze Loch selbst ist als winziger schwarzer Punkt in der Mitte abgebildet. Während die Materie auf das Loch zufällt, stößt sie mit anderer Materie zusammen und erhitzt sich.

Um das Schwarze Loch herum befindet sich eine Akkretionsscheibe aus heißer Materie, die früher einmal der Stern war, mit einem Strahl, der von der Drehachse des Schwarzen Lochs ausgeht.

Bei der NASA ist Woche der Schwarzen Löcher!

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Wachsendes Schwarzes Loch mit Strahl

Siehe Erklärung. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

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

Beschreibung: Was passiert, wenn ein Schwarzes Loch einen Stern verschlingt?

Viele Details sind noch unbekannt, doch aktuelle Beobachtungen liefern neue Hinweise. 2014 wurde von den bodengebundenen Roboterteleskopen des Projekts der automatisierten Ganzhimmelssuche nach Supernovae (ASAS-SN) eine mächtige Explosion beobachtet und weiterverfolgt, unter anderem von den Instrumenten des NASA–Satelliten Swift im Erdorbit. Computermodelle dieser Emissionen passen zu einem Stern, der von einem fernen, sehr massereichen Schwarzen Loch auseinandergerissen wird. Die Ergebnisse einer solchen Kollision sind auf dieser künstlerischen Darstellung dargestellt.

Das Schwarze Loch selbst ist als winziger schwarzer Punkt in der Mitte dargestellt. Wenn Materie ins Loch fällt, kollidiert sie mit anderer Materie und erhitzt sich. Das Schwarze Loch ist von einer Akkretionsscheibe aus heißer Materie umgeben, die einst der Stern war, und aus der Rotationsachse des Schwarzen Lochs strömt ein Strahl.

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Großteleskope der Erde untersuchen GRB 130427A

Eine Kugel vor schwarzem Hintergrund ist von blauen Flecken übersät. Über der Mitte ist ein weißes Licht mit einem roten Rand.

Illustrationscredit: NASA, DOE, Fermi-LAT-Collaboration

Im nahen Universum fand eine gewaltige Explosion statt. Nun ermitteln Großteleskope auf der ganzen Welt und im All. Der Gammablitz trägt die Bezeichnung GRB 130427A. Er wurde zuerst vom Satelliten Swift im Erdorbit im energiereichen Röntgenspektrum entdeckt. Dieser meldete den Ausbruch rasch der Erde.

Nur drei Minuten später fand das Teleskop ISON die Explosion im sichtbaren Licht. Es stellte seine extreme Helligkeit fest und gab genauere Koordinaten weiter. ISON in New Mexico hat einen halben Meter Durchmesser.

In den nächsten Minuten wurde die helle optische Entsprechung von mehreren rasch ausrichtbaren Teleskopen verfolgt. Dazu gehörten das 2-Meter-Teleskop P60 in Kalifornien, das 1,3-Meter-Teleskop PAIRTEL in New Mexico und das 2 Meter große Faulkes Telescope North auf Hawaii.

In nur zwei Stunden ermittelte das 8,2-Meter-Teleskop Gemini Nord auf Hawaii eine Rotverschiebung von 0,34. Damit positionierte es die Explosion in eine Entfernung von etwa 3,6 Milliarden Lichtjahren. Das ist in kosmologischen Größenordnungen relativ nahe.

Daten der RAPTOR-Ganzhimmelsüberwachung wurden analysiert. Sie wurden schon zuvor aufgenommen. Dabei entdeckt man eine sehr helle optische Entsprechung mit 7,4 Größenklassen. Diese trat 50 Sekunden vor dem Swift-Auslöseimpuls auf.

GRB 130427A war der hellste Ausbruch der letzten Jahre. Auch das Very Large Array VLA detektierte in energiearmen Radiowellenlängen ein Signal von GRB 130427A. Auch der Satellit Fermi maß es, und zwar in den höchsten je gemessenen Energiebereichen.

Neutrinodetektoren, Gravitationswellenteleskope und Observatorien, die für das Aufspüren extrem energiereicher Photonen gebaut wurden, suchen in ihren Daten nach einem Signal von GRB 130427A.

Diese Animation zeigt, wie der ganze Gammastrahlenhimmel einen Augenblick lang vom intensiven Leuchten von GRB 130427A überstrahlt wird. Die optische Entsprechung wird weithin beobachtet, denn es besteht die Möglichkeit, dass bald das Leuchten einer klassischen Supernova folgt.

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Die GRB 110328A-Symphonie

Mitten im Bild leuchtet ein heller Stern mit rotem Rand, der mit einem Pfeil markiert ist.

Credit: NASA, ESA und A. Fruchter (STScI)

Beschreibung: Am 28. März begann auf der ganzen Welt eine plötzliche Symphonie an Beobachtungen, als der Satellit Swift im Erdorbit einen Ausbruch hochfrequenter Gammastrahlen bei GRB 110328A beobachtete. Als dieselbe Quelle nach einer Pause von 45 Minuten nochmals aufblitzte, war klar, dass dieses Ereignis kein typischer Gammablitz war.

Zwölf Stunden nach dem ersten Ausbruch begannen Beobachtungen des optischen Gegenstücks am Nordic Optical Telescope (2,5 Meter) im mittleren Frequenzbereich. Am nächsten Morgen wurde die Explosion von den ELVA-Radioteleskopen in den USA beobachtet, diesmal in den niedrigen Bariton-Frequenzen von Radiowellen.

Später spielten viele optische Teleskope mit, zum Beispiel das 8-Meter-Teleskop Gemini Nord auf Hawaii. Alle beobachteten das optische Gegenstück von GRB 110328A. Das Röntgenteleskop Chandra vermaß die ungewöhnliche Quelle in den höheren Frequenzen von Röntgenstrahlen und beobachtete eine Woche lang zeitweise in den noch höherfrequenten Gammastrahlen.

In diesen Chor stimmte das Weltraumteleskop Hubble ein und nahm dieses Bild im optischen und infraroten Licht auf. Es bestätigte, dass der Blitz in der Sichtlinie einer Galaxie mit einer Rotverschiebung von 0,351 lag. Wenn die Explosion zu dieser Galaxie gehört, ereignete sie sich, als das Universum etwa zwei Drittel seines jetzigen Alters hatte.

Es gibt Überlegungen, ob der ungewöhnliche Gammastrahlen-Blitz von einem Stern stammt, der von einem sehr massereichen Schwarzen Loch im Zentrum der Galaxie auseinandergerissen wird. Die rätselhaften Bestandteile der fernen Detonation werden weiterhin untersucht.

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Ultraviolette Andromeda

Die Andromedagalaxie breitet sich mit ihren Spiralarmen über das ganze Bildfeld aus. Rechts unten ist eine kleine Galaxie.

Credit: UV: NASA/Swift/Stefan Immler (GSFC) und Erin Grand (UMCP)
Sichtbares Licht: Bill Schoening, Vanessa Harvey/REU-Programm/NOAO/AURA/NSF

Beschreibung: Diese tolle Ansicht ist das höchstaufgelöste Bild, das je von der Andromedagalaxie M31 in Ultraviolettwellenlängen gemacht wurde. Das Mosaik aus 330 Einzelbildern wurde vom NASA-Satelliten Swift aufgenommen. Es bedeckt eine 200.000 Lichtjahre große Region und zeigt etwa 20.000 Quellen, die im energiereichen Ultraviolettlicht stark strahlen. Es überwiegen dichte Sternhaufen und junge, heiße Sterne.

Die Andromedagalaxie ist die unserer Milchstraße am nächsten gelegene große Spiralgalaxie; sie ist etwa 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt. Schiebt einfach den Mauspfeil über das Bild, um die Erscheinung dieses schönen Inseluniversums im sichtbaren Licht mit seinem Porträt im Ultraviolett zu vergleichen.

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Schwarze Löcher in verschmelzenden Galaxien

Das Mosaik zeigt mehrere Bildfelder mit Galaxienkollisionen, die bei einer Durchmusterung erstellt wurden.

Credit: NASA / Swift / NOAO / Michael Koss und Richard Mushotzky (Univ. Maryland)

Beschreibung: Gewaltige Galaxienverschmelzungen können sehr massereiche Schwarze Löcher speisen. Theoretisch ist das Ergebnis starke Strahlung aus den Regionen um sehr massereiche Schwarze Löcher, das führt zu einigen der leuchtstärksten Objekten im Universum. Astronom*innen bezeichnen sie als aktive galaktische Kerne (AGN).

Jahrzehntelang stand jedoch anscheinend nur etwa 1 Prozent der AGN im Zusammenhang mit Galaxienverschmelzungen. Neue Ergebnisse einer Himmelsdurchmusterung des NASA-Satelliten Swift im harten (energiereichen) Röntgenlicht zeigt nun jedoch einen starken Zusammenhang von AGN mit verschmelzenden Galaxien. Die harte Röntgenstrahlung durchdringt die Staub- und Gaswolken in verschmelzenden Galaxien leichter. So zeigt sich, dass Strahlung von aktiven Schwarzen Löchern vorhanden ist.

In den Bildfeldern sind die Orte eingekreist, an denen im Röntgenbereich sehr massereiche Schwarze Löcher entdeckt wurden. Man findet sie in vielen verschmelzenden Galaxiensystemen. Die optischen Bilder stammen vom Kitt Peak National Observatory in Arizona. Oben in der Mitte ist NGC 7319 und eine kompakte Galaxiengruppe, die als Stephans Quintett bekannt ist.

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Andromeda, ultraviolett

Das Bild zeigt die Andromedagalaxie in sichtbarem Licht und in UV-Licht.

Credit: Ultraviolett: NASA/Swift/Stefan Immler (GSFC) und Erin Grand (UMCP); Optisch: Bill Schoening, Vanessa Harvey/REU-Programm/NOAO/AURA/NSF

Beschreibung: Diese atemberaubende Ansicht, die mit dem Teleskop an Bord des NASA-Satelliten Swift aufgenommen wurde, ist das höchstaufgelöste Bild, das je von der Andromedagalaxie (alias M31) aufgenommen wurde – im ultravioletten Wellenlängenbereich.

Das Mosaik wurde aus 330 Einzelbildern erstellt, die eine 200.000 Lichtjahre weite Region abdecken. Es zeigt etwa 20.000 Quellen, die von heißen, jungen Sternen dominiert werden, und dichte Sternhaufen, die im energiereichen Ultraviolettlicht stark strahlen. Natürlich ist die Andromedagalaxie mit einer Entfernung von 2,5 Millionen Lichtjahren die unserer Milchstraße am nächsten gelegene große Spiralgalaxie.

Um die Erscheinung dieses großartigen Inseluniversums im sichtbaren Licht mit ihrem Ultraviolettbild zu vergleichen, schieben Sie einfach den Mauspfeil über das Bild.

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Quer durchs Universum

Der Satellit Swift beobachtete einen ungeheuren Ausbruch, der links als große orangefarbene Quelle abgebildet ist. Rechts ist derselbe Ausbruch schwächer im UV-Licht zu sehen.

Credit: NASA Swift Team, Stefan Immler (GSFC) et al.

Wie weit seht ihr? Sogar die blassesten, mit bloßem Auge sichtbaren Sterne sind nur ein paar Hundert oder Tausend Lichtjahre entfernt und befinden sich alle in unserer Milchstraße. Wenn ihr wisst, wo ihr suchen müsst, erkennt ihr die Andromedagalaxie als blasse, verschwommene Wolke, diese ist etwa 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt.

Falls ihr aber am 19. März ohne Fernglas oder Teleskop zum nördlichen Sternbild Bärenhüter geblickt habt, wurdet ihr vielleicht Zeuge des schwachen, kurzen Lichtblitzes eines Gammastrahlen-Ausbruchs. Der Ursprung des Ausbruchs lag auf halbem Weg durch das Universum in einer Entfernung von etwa 7,5 Milliarden Lichtjahren. Die kosmische Explosion ist das am weitesten entfernte Objekt, das je mit bloßem Auge sichtbar war, und es war auch das bei Weitem hellste je beobachtete Objekt. Man schätzt, dass es mehr als 2,5 Millionen Mal heller war als die hellste bekannte Supernova.

Der ungeheure Ausbruch wurde vom Satelliten Swift entdeckt und lokalisiert. Das ermöglichte eine rasche Entfernungsmessung und nachfolgende Beobachtungen mit großen erdgebundenen Teleskopen. Das abklingende Nachleuchten des Gammastrahlen-Ausbruchs, der als GRB080319B katalogisiert wurde, ist auf diesen beiden Bildfeldern im Gammastrahlen-Bereich (links) und im Ultraviolettlicht (rechts) zu sehen.

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