Schwarze Löcher

Satelliten, Planetensysteme, Asteroiden, Kometen.
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Deckard666
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#1 Schwarze Löcher

Dokumentationen, Vorträge, Artikel usw. zum Thema Schwarze Löcher.
Ein Schwarzes Loch ist ein Objekt, dessen Masse auf ein extrem kleines Volumen konzentriert ist und infolge dieser Kompaktheit in ihrer unmittelbaren Umgebung eine so starke Gravitation erzeugt, dass nicht einmal das Licht diesen Bereich verlassen oder durchlaufen kann. Die äußere Grenze dieses Bereiches wird Ereignishorizont genannt. Nichts kann einen Ereignishorizont von innen nach außen überschreiten – keine Information, keine Strahlung und schon gar keine Materie. Dass ein „Weg nach außen“ nicht einmal mehr denkbar ist, beschreibt die allgemeine Relativitätstheorie schlüssig durch eine extreme Krümmung der Raumzeit.

Es gibt unterschiedliche Klassen von Schwarzen Löchern mit ihren jeweiligen Entstehungsmechanismen. Am einfachsten zu verstehen sind stellare Schwarze Löcher, die entstehen, wenn ein Stern einer bestimmten Größe seinen gesamten „Brennstoff“ verbraucht hat und kollabiert. Während die äußeren Hüllen dann in einer Supernova abgestoßen werden, fällt der Kern durch seinen Schweredruck zu einem extrem kompakten Körper zusammen. Für ein hypothetisches Schwarzes Loch von der Masse der Sonne hätte der Ereignishorizont einen Durchmesser von nur etwa sechs Kilometern, das entspricht dem 230.000-sten Teil des jetzigen Sonnendurchmessers. Am anderen Ende des Spektrums gibt es supermassive Schwarze Löcher von millionen- bis milliardenfacher Sonnenmasse, die im Zentrum von Galaxien stehen und eine wichtige Rolle in deren Entwicklung spielen.

Außerhalb des Ereignishorizonts verhält sich ein Schwarzes Loch wie ein normaler Massenkörper und kann von anderen Himmelskörpern auf stabilen Bahnen umrundet werden. Der Ereignishorizont erscheint von außen visuell als vollkommen schwarzes und undurchsichtiges Objekt, in dessen Nähe der dahinterliegende Raum wie durch eine optische Linse verzerrt abgebildet wird.

Weitere Informationen: Wikipedia - Schwarzes Loch


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#2 Physik-Nobelpreis: Das Geheimnis um das doppelt verborgene Schwarze Loch

Physik-Nobelpreis: Das Geheimnis um das doppelt verborgene Schwarze Loch (2020-10-06)

Es ging um „das dunkelste Geheimnis unserer Milchstraße“: Für die Erforschung Schwarzer Löcher erhalten drei Forscher den Physik-Nobelpreis, darunter der Deutsche Reinhard Genzel. Um das unsichtbare Schwerkraftmonster nachzuweisen, griff Genzel zu einem raffinierten Trick.

Beim Nobelpreis für Physik geht es in diesem Jahr um „das dunkelste Geheimnis unserer Milchstraße“. Mit diesen markigen Worten kündigte der Generalsekretär der Schwedischen Akademie der Wissenschaften, Göran K. Hansson, die Bekanntgabe der Laureaten an. Die hohe wissenschaftliche Auszeichnung erhalten der Deutsche Reinhard Genzel, 68, der Brite Roger Penrose, 89, und die Amerikanerin Andrea Ghez, 55. Und mit dem dunkelsten Geheimnis ist das Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie gemeint – auch bekannt unter der Bezeichnung Sagittarius A*.

Dass es sich bei diesem rund 26.000 Lichtjahre von der Erde entfernten und supermassiven Objekt tatsächlich um ein Schwarzes Loch handelt, haben die Arbeitsgruppen von Genzel am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching und Ghez an der University of California in Los Angeles nachweisen können. Die beiden Forscherteams lieferten sich über Jahrzehnte hinweg mit akribischen Messungen einen wissenschaftlichen Wettlauf, den sie am Ende beide gewannen. Ghez und Genzel erhalten gemeinsam die Hälfte des Physik-Nobelpreises 2020.

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Alternativer Artikel zum Thema:
Nobelpreis für Forschung an schwarzen Löchern: Der extremste Ort unserer Galaxie (2020-10-06)

Für ihre Arbeit zu schwarzen Löchern bekommen der Deutsche Reinhard Genzel, die US-Amerikanerin Andrea Ghez und der Brite Roger Penrose den Nobelpreis für Physik. Ihre Studienobjekte überfordern unseren Verstand.

Wie viel Sterne es genau in unserer Milchstraße gibt, vermag niemand zu sagen. Es sind mehrere Hundert Milliarden. Unsere Sonne gehört dazu. Sie zieht im kleinen Orion-Arm ihre Bahn, etwa 27.000 Lichtjahre vom Zentrum der Galaxie entfernt. Es dauert etwa 225 Millionen Jahre, bis sie das Zentrum der Milchstraße einmal umrundet hat.

Der Stern mit dem Namen S2 ist deutlich schneller unterwegs: Er braucht nur 16 Jahre für eine Tour um den galaktischen Kern. Das liegt daran, dass er in unmittelbarer Nähe des galaktischen Zentrums kreist. Dort liegt ein supermassives schwarzes Loch. Es heißt Sagittarius A* und ist etwa vier Millionen Mal so massereich wie unsere Sonne. Unter anderem für den Nachweis seiner Existenz gab es in diesem Jahr den Nobelpreis für Physik.

Durch die Gravitationswirkung der von ihm verschlungenen Massen bringt Sagittarius A* die Materie in seiner Umgebung dazu, es mit großer Geschwindigkeit zu umkreisen. S2 zum Beispiel stürmt auf seiner Bahn mit rund 25 Millionen Kilometern pro Stunde voran. Zwei Teams von Forschenden haben sich die rasanten Bewegungen der Himmelsobjekte in der Nähe des galaktischen Zentrums in den vergangenen drei Jahrzehnten besonders genau angesehen: Geführt wurden die Gruppen von Andrea Ghez von der University of California in Los Angeles und Reinhard Genzel vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching bei München. Beide gemeinsam wurden nun mit einer Hälfte des diesjährigen Physik-Nobelpreises geehrt - "für die Entdeckung eines supermassereichen kompakten Objekts im Zentrum der Milchstraße".

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#3 Schwerkraftmonster: Forscher blicken ins Schwarze Loch von M87

Schwerkraftmonster: Forscher blicken ins Schwarze Loch von M87 (2021-06-01)

Vom Schwarzen Loch der Galaxie M87 wurden Abbilder im Wellenlängenbereich von Licht, Radiowellen sowie Röntgen- und Gammastrahlen erstellt. Davon erhoffen sich die Forscher, kosmische Strahlung besser zu verstehen.

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Im April 2019 sorgte das erste „Foto“ eines super-massereichen Schwarzen Lochs für Schlagzeilen. Die Aufnahme wurde mit dem Event Horizon Telescope (EHT) erstellt – einem weltweiten Netzwerk von Teleskopen, die im Radiowellenbereich arbeiten.

Das Schwarze Loch mit 6,6 Milliarden Sonnenmassen im Zentrum der 55 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie M87 konnte natürlich nicht selber sichtbar gemacht werden – doch der leuchtende Ring aus heißer Materie, die das Schwarze Loch umgibt. Sie ist der Ursprung jener Radiowellen, die von den Teleskopen aufgefangen wurden. Im Zentrum bleibt dann halt eine schwarze Kreisfläche übrig.

Seitdem haben die Forscher das Schwarze Loch von M87 nicht nur mit dem EHT, sondern auch mit anderen Teleskopen erforscht, die elektromagnetische Strahlung in anderen Wellenlängenbereichen registrieren können. Gemessen wurde infrarotes und sichtbares Licht, sowie Röntgen- und Gammastrahlung.

In den „Astrophysical Journal Letters“ wurden jetzt die multispektralen Simultan-Messungen des Schwarzen Lochs von M87 präsentiert. Daran waren 760 Wissenschaftlern und Ingenieuren in 19 Observatorien und rund 200 Forschungsinstituten beteiligt. Nie zuvor wurde ein Schwarzes Loch mit einer so umfangreichen Messkampagne erforscht. „Dies ist ein wunderbares Beispiel dafür, wie Astronomen rund um den Globus im Dienst der Wissenschaft kooperieren“, schwärmt Ko-Autor Juan Carlos Algaba von der Universiti of Malaya in Kuala Lumpur.

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Utopia
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#4 Neues Wirrwarr um Stephen Hawkings Schwarze Löcher-Theorien - bestätigt und in Frage gestellt!

Neues Wirrwarr um Stephen Hawkings Schwarze Löcher-Theorien - bestätigt und in Frage gestellt!




Clixoom Science & Future
02.07.2021

Eine neue Studie bringt DEN Beweis für DIE Theorie, die der Ausnahme-Physiker Stephen Hawking mit seinem "Flächengesetz" bereits vor 50 Jahren (1971) formuliert hatte! Demnach ist es unmöglich, dass die Oberfläche eines Schwarzes Lochs mit der Zeit kleiner wird. Doch wie genau passt das mit seiner These zusammen, dass Schwarze Löcher mit der Zeit verdampfen? Die neue Studie eines internationalen Forschungsteams bereitet der Physik Kopfschmerzen.


MfG Utopia
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#5 Ein mächtiger Jet taucht in neuen Bildern in beispielloser Detailgenauigkeit aus einem Schwarzen Loch auf

Ein mächtiger Jet taucht in neuen Bildern in beispielloser Detailgenauigkeit aus einem Schwarzen Loch auf (2021-07-19) (Microsoft Trnaslator)

Die neuen Bilder zeigen einen Jet eines Schwarzen Lochs mit einer 16-mal schärferen Auflösung als bisher möglich.

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Neue Bilder des Event Horizon Telescope (EHT) zeigen einen leistungsstarken Jet, der in beispielloser Detailgenauigkeit aus einem supermassereichen Schwarzen Loch ausgestoßen wurde.

Die Bilder zeigen den vom Schwarzen Loch im Zentrum der Centaurus-A-Galaxie emittierten Jet mit zehnmal höherer Genauigkeit und sechzehnmal schärferer Auflösung als bisher.

"Damit können wir zum ersten Mal einen extragalaktischen Radiojet auf Skalen sehen und untersuchen, die kleiner sind als die Entfernung, die Licht an einem Tag zurücklegen kann", sagte astronomischer Astronom Michael Janssen vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Deutschland und der Radboud University in den Niederlanden in einer Erklärung. "Wir sehen hautnah, wie ein monströs gigantischer Jet geboren wird, der von einem supermassereichen Schwarzen Loch gestartet wird."

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Artikel im englischen Original


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#6 Unendliche Weiten? Forscher können erstmals zeigen, was hinter einem Schwarzen Loch steckt

Unendliche Weiten? Forscher können erstmals zeigen, was hinter einem Schwarzen Loch steckt (2021-08-11)

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Dank moderner Technik finden Astrophysiker immer mehr über das Mysterium der schwarzen Löcher heraus. Forschern aus Stanford ist es nun etwa gelungen, einen Blick hinter die verschlingende Masse zu wagen. Sie bestätigen damit Albert Einsteins Relativitätstheorie.

Wer sich ein Schwarzes Loch vorstellt, denkt wohl Science-Fiction-mäßig direkt an einen Sog aus Sternwirbeln, der alles in seiner Nähe verschlingt und wie Spaghetti in die Länge zieht. Darüber, wie Schwarze Löcher genau aufgebaut sind, wissen wir trotz intensiver Forschung bisher relativ wenig. Erst vor zwei Jahren gelang es mithilfe des Ereignishorizontteleskops das erste Foto eines Schwarzen Lochs überhaupt zu schießen - es war das supermassereiche Objekt im Zentrum der Galaxie Messier 87.

Fest steht aber: Ein Schwarzes Loch entsteht sehr wahrscheinlich, sobald das Leben eines massiven Sterns mit einer Supernova-Explosion endet. Die Masse ist so stark zusammengepresst, dass nichts der enorm hohen Anziehungskraft entkommt. Kein Licht, Schall oder Materie dringen nach außen. Doch was befindet sich dahinter?

Einem Team aus Astrophysikern der Universität Stanford unter der Leitung von Dan Wilkins ist es nun gelungen, mithilfe von zwei Satellitenteleskopen Röntgenstrahlen rund um ein Schwarzes Loch zu messen – und so herauszufinden, was am anderen Ende der massereichen Objekte im All steckt. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscher im Fachmagazin Nature.

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#7 Nasa findet mysteriöse Ringformationen rund um Schwarzes Loch

Rund um das 7.800 Lichtjahre entfernte Schwarze Loch V404 Cygni Nasa ließen sich sogenannte Strahlenausbrüche beobachten. Die äußerten sich in der Form acht konzentrischer Ringe rund um das Zentrum.

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(© Quellen des Komposit-Bildes: X-ray: NASA/CXC/U.Wisc-Madison/S. Heinz et al.; Optical/IR: Pan-STARRS) Spektakuläre Ringformationen rund um ein Schwarzes Loch .

Vor einigen Tagen hat die Nasa ein Bild eines Schwarzen Lochs veröffentlicht, das optisch wie ein Stereotyp aus einem Science-Fiction-Film aussieht. Die unterbrochenen und halbversetzten Kreislinien zeichnen ein Phänomen, das in der Forschung als Strahlenausbruch, Streuungseffekt oder Lichtecho bezeichnet wird.

Materie sammelt sich um ein Schwarzes Loch

Tatsächlich hat es mit Licht wenig zu tun. Um die Ringe sichtbar zu machen, setzten die Nasa-Forschenden eine herkömmlicher Röntgenstrahlung sehr ähnliche Methode ein. Dazu verwendeten sie die spezialisierten Einrichtungen des Chandra X-ray Observatoriums der Nasa und des nach dem verstorbenen Astronomen Neil Gehrels benannten Swift-Observatoriums. Die Aufnahmen dieser beiden Observatorien kombinierten sie dann mit optischen Daten aus dem Pan-STARRS-Telekop auf Hawaii. So entstand das beeindruckende Bild des Schwarzen Lochs.

Was hier sichtbar gemacht wurde, sind die Auswirkungen verschiedener Strahlenausbrüche des Schwarzen Lochs, das beständig Materie von einem nahen Stern, der etwa die Hälfte der Masse unserer Sonne haben soll, absorbiert. Teile dieser strahlenden Materie sammeln sich um die Akkretionsscheibe des Schwarzen Lochs.

Die Akkretionsscheibe ist eine um ein zentrales Objekt rotierende Scheibe, die Materie in Richtung des Zentrums transportiert. Sie kann aus atomarem Gas, verschieden stark ionisiertem Gas oder interstellarem Staub bestehen.

Ringstrahlung des Schwarzen Lochs funktioniert wie umgekehrtes Röntgen

Der Streuungseffekt tritt nun dadurch auf, dass die Röntgenstrahlen dieser Materie auf ihrem Weg zur Erde auf Staubwolken treffen, die die Strahlung brechen. Das äußert sich optisch in Kreisform, wobei gilt, dass der Durchmesser eines jeden Rings Rückschlüsse darauf zulässt, wie weit die jeweilige Staubwolke von der Erde entfernt ist.

Die nun berichteten Strahlenringe hat die Nasa bereits im Jahr 2015 entdeckt. Danach wurden die Aufnahmen einer Studie unter der Leitung von Sebastian Heinz der University of Wisconsin im gleichnamigen US-Bundesstaat hinzugefügt. Heinz und sein Team wollten wissen, woraus die Staubwolken bestehen, auf die die Strahlung im Verlauf ihrer Reise getroffen ist. Dazu setzten sie die Strahlung der Lichtechos wie eine Art umgekehrtes Röntgen ein. Dies ist ein ähnliches Prinzip wie die unterschiedliche Absorption von Röntgenstrahlen in verschiedenen Teilen unseres Körpers oder unseres Gepäcks, die Aufschluss über ihre Struktur und Zusammensetzung gibt.

Das Team stellte fest, dass der Staub höchstwahrscheinlich Mischungen aus Grafit- und Silikatkörnern enthält. Das war auch bislang so vermutet worden. Das Schwarze Loch V404 Cygni befindet sich im gleichnamigen Sternensystem und ist etwa 7.800 Lichtjahre von der Erde entfernt.



MfG Utopia
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Utopia
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#8 Kollision im All: Wie ein schwarzes Loch eine vorzeitige Supernova auslöste

Das Rätsel um ein 2017 aufgefangenes, besonders helles und kurzlebiges Radiosignal scheint gelöst. Es handelte sich wohl um eine Supernova, die durch eine Sternen-Kollision ausgelöst wurde.

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(© Quelle: Caltech / Chuck Carter) 5 vor Supernova: Dieser Stern explodiert bald.

Forscher des California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena im US-Bundesstaat Kalifornien sind sich sicher, eine Erklärung für ein außergewöhnliches Radiosignal gefunden zu haben. Das hatten sie bei einer Suche in den Daten des Very-Large-Array-Teleskops (VLA) im US-Bundesstaat New Mexico aufgespürt. Dessen Datenschatz wird regelmäßig nach ungewöhnlichen Radiosignalen durchsucht. Besonders sogenannte flüchtige Radioquellen, also solche, die wie ein Streichholzkopf in der Dunkelheit sehr kurz, aber dafür sehr hell leuchten, erregen das Interesse der Wissenschaft. Und eine ebensolche Quelle hatte Dillon Dong vom Caltech entdeckt. Die strahlte sogar heller als jede Supernova – also die Explosion, in der ein Stern vergeht – die bisher jemals entdeckt worden war. Das VLA hatte das Ereignis als VT 1210+4956 katalogisiert.

„Heller als jede bisher verzeichnete Supernova“

Bei seinen Analysen stellt Dong fest, dass es sich bei der hellen Radiostrahlung ursprünglich um einen Stern gehandelt hatte, der von einer dicken und dichten Hülle aus Gas umgeben gewesen war. Diese Gashülle war vor einigen hundert Jahren aus zunächst ungeklärter Ursache von dem Stern abgestoßen worden. VT 1210+4956, das überaus helle Radiosignal, musste demnach entstanden sein, als der Stern schließlich in einer Supernova explodierte und das bei der Explosion ausgestoßene Material mit der Gashülle kollidierte. Die Gashülle selbst und die Zeitspanne, in der sie vom Stern abgeworfen wurde, waren jedoch ungewöhnlich, sodass Dong vermutete, dass hinter dieser Explosion mehr stecken könnte.

Eine plausible Erklärung für diese außerordentlich starke Supernova konnten Dong und seine Kolleginnen und Kollegen aber erst finden, als die Caltech-Diplomstudentin Anna Ho auf die Idee gekommen war, VT 1210+4956 mit einem anderen Katalog von kurzen hellen Ereignissen im Röntgenspektrum abzugleichen. Auch einige der dort erfassten Röntgenereignisse waren so kurzlebig, dass sie nur für wenige Sekunden Erdzeit am Himmel zu sehen gewesen waren.

Tatsächlich wurde Dong bei der Untersuchung dieses anderen Katalogs fündig. Er konnte eine Röntgenstrahlungsquelle ausmachen, die von der gleichen Stelle am Himmel wie VT 1210+4956 auszugehen schien. Durch eine sorgfältige Analyse stellte Dong fest, dass die Röntgenstrahlen und die Radiowellen wahrscheinlich von demselben Ereignis stammen mussten, bislang aber nicht miteinander in Verbindung gebracht worden waren.

Das ist die spektakuläre Erklärung für das extrem helle Radiosignal

Nach einer sorgfältigen Modellierung kamen Dong und sein Team zu einer spektakulären Erklärung. Sie vermuteten, dass ein kompakter Überrest eines zuvor explodierten Sterns – also ein schwarzes Loch oder ein Neutronenstern – einen anderen Stern erreicht und dann eng umkreist hatte. Im Laufe der Zeit hatte das Schwarze Loch dann begonnen, die Atmosphäre Sterns abzusaugen und in den Weltraum zu schleudern, wodurch ein ringförmiger Gaswulst entstanden war. Dieser Prozess zog die beiden Objekte immer näher zusammen, bis das Schwarze Loch in den Stern stürzte, der daraufhin kollabierte und als Supernova explodierte.

Die Röntgenstrahlen hingegen wurden von einem Strahl erzeugt, der im Moment des Kollapses aus dem Kern des Sterns austrat. Die Radiowellen entstanden wiederum erst Jahre später, als der explodierende Stern den Wulst aus Gas erreichte, der einstmals seine eigene Atmosphäre gewesen war.

Erster Nachweis einer bisher nur theoretischen Modellierung

In der Astronomie ist bekannt, dass ein massereicher Stern und ein kompaktes Begleitobjekt eine sogenannte stabile Umlaufbahn bilden können, in der sich die beiden Körper über einen extrem langen Zeitraum spiralförmig immer mehr aneinander annähern. So entsteht ein Doppelsternsystem, das für Millionen bis Milliarden von Jahren stabil bleiben kann, letztlich aber in einer Kollision enden wird.

Im Fall von VT 1210+4956 kollidierten die beiden Objekte jedoch deutlich schneller. VT 1210+4956 gilt als erster Beweis für das Ende eines Doppelsternsystems, das bislang nur in der Theorie vorhergesagt worden war. Das Caltech-Team hat seine Forschungsergebnisse am 3. September im Wissenschaftsjournal Science veröffentlicht.



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#9 Unglaublicher Vorgang - Stern verschluckt schwarzes Loch und explodiert

Unglaublicher Vorgang - Stern verschluckt schwarzes Loch und explodiert




LPIndie - Astronomie und Wissenschaft
08.09.2021

Ein Stern hat ein schwarzes Loch "verschluckt" und ist explodiert. Es ist das erste mal, dass solch ein Vorgang beobachtet und dokumentiert wurde. Das Eindringen des schwarzen Loches in den Kern des Sternes führte dort abrupt zu einer Destabilisierung und nachfolgend zu einer Super Nova. Übrig geblieben ist nur das schwarze Loch.


MfG Utopia
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#10 Stern verrät erstmals stellares Schwarzes Loch außerhalb der Milchstraße

Stern verrät erstmals stellares Schwarzes Loch außerhalb der Milchstraße (2021-11-11)

In einer Satellitengalaxie der Milchstraße hat ein Forschungsteam ein Schwarzes Loch nur über verräterische Bewegungen eines Sterns gefunden.

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Mit einer neuen Methode hat ein Forschungsteam ein astronomisch kleines Schwarzes Loch in einem Sternhaufen bei der Milchstraße gefunden. Das könnte vielen weiteren Entdeckungen die Tür öffnen, berichtet die Europäische Südsternwarte (ESO). Zwar wurden bereits vorher stellare Schwarze Löcher außerhalb unserer Galaxie gefunden, aber bislang nur direkt über Strahlung von Materie, die beim Sturz in diese massiv erhitzt wird. Das Schwarze Loch in dem Sternhaufen NGC 1850 dagegen hat sich lediglich durch seinen gravitativen Einfluss auf einen anderen Stern verraten. Weil von der Mehrheit solcher Schwarzen Löcher keine Strahlung – und bis zu einer Kollision auch keine messbaren Gravitationswellen – ausgehen, könnte sie nur so enttarnt werden, erklärt das Team noch.

Schwarzes Loch in sehr junger Umgebung

Das so gefundene Schwarze Loch hat demnach ungefähr die 11-fache Masse unserer Sonne, der verräterische Stern kommt demnach auf fünf Sonnenmassen. Beide befinden sich rund 160.000 Lichtjahre von uns entfernt in dem lediglich 100 Millionen Jahre alten Sternhaufen NGC 1850 in der Großen Magellanschen Wolke, einer Satellitengalaxie der Milchstraße. Nach astronomischen Maßstäben sei das Alter ein Wimpernschlag. Ihre Methode dürfte noch viele weitere Schwarze Löcher in solchen Umgebungen enttarnen, meint das Forschungsteam. Damit könne es ihre Entwicklung viel genauer erforschen. Auch wie sie im Laufe ihres Lebens wachsen, könnte anhand der erwarteten Funde viel besser ergründet werden.

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