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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Wie Schwarze Löcher Galaxien bilden |
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| | | Die Rolle von Schwarzen Löchern bei der Bildung von Galaxien ist umstritten. Eine Computer-Simulation zeigt nun die Entstehung von Sternen sowie das Wachstum von Schwarzen Löchern kollidierender Galaxien. |
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Quasare setzen ihrzufolge so viel Energie frei, dass große Mengen Gas aus dem Galaxienzentrum herausgeschleudert werden, was sowohl die Sternentstehung als auch das weitere Wachstum der Schwarzen Löcher begrenzt.
Eine Astronomengruppe um Tiziana Di Matteo vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching berichtet davon in der aktuellen Ausgabe von "Nature".
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Die Studie "Energy input from quasars regulates the growth and activity of black holes and their host galaxies" ist in "Nature" (Bd. 433, S.604, Ausgabe vom 10.2.05) erschienen. |
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 Nature |
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Kollisionen und Verschmelzungen |
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In den heutigen Vorstellungen über die Entstehung von galaktischen Sternsystemen spielen Kollisionen und Verschmelzungen von Galaxien eine entscheidende Rolle. Dadurch sind im Laufe der Zeit immer größere Galaxien mit veränderter Gestalt entstanden - aus verschmelzenden Spiralgalaxien entwickelten sich elliptische Galaxien.
Doch die jüngste Entdeckung superschwerer Schwarzer Löcher im Zentrum von Galaxien gibt den Forschern neue Rätsel auf. So ist nicht klar, wieso die Masse Schwarzer Löcher mit der Größe der kugelförmigen Zentralregion einer Galaxie korreliert ist.
Sind Schwarze Löcher also nur eine interessante Randerscheinung bei der Entstehung von Galaxien oder bestimmen sie diesen Prozess gar in ganz entscheidender Weise?
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Simulation von Galaxien samt Schwarzen Löchern |
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Antworten auf diese Fragen können komplexe Computersimulationen liefern, die sowohl die gravitative Dynamik einzelner Galaxien als auch wesentliche Aspekte der Physik der Sternentstehung und des Wachstums von Schwarzen Löchern berücksichtigen.
Tiziana Di Matteo und Kollegen haben dazu neue Wege der numerischen Modellierung beschritten: Sie repräsentieren das superschwere Schwarze Loch erstmals mit einem Simulationsteilchen, das aus seiner Umgebung Gas aufsaugen kann, und zwar mit einer Rate, die aus einer einfachen theoretischen Modellbildung abgeleitet ist.
Auf diese Weise ist es möglich, ganze Galaxien gleichzeitig mit den darin enthaltenen und wachsenden Schwarzen Löchern zu simulieren.
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Verschmelzung zweier Galaxien mit zentralen Schwarzen Löchern
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Von links oben nach rechts unten zeigen die Bilder der Sequenz das Gas zweier kollidierender Spiralgalaxien. Nach der ersten Begegnung entfernen sich diese zunächst wieder, um dann bei einer zweiten Begegnung und anschließenden Verschmelzung zusammenzufallen.
Die Schwerkraft treibt dabei Gas ins Zentrum der Galaxienkerne und führt zur Bildung ausgedehnter Gezeitenarme. In der Quasar-Phase gewinnen die Schwarzen Löcher stark an Masse. Diese Phase dauert bis zu 100 Millionen Jahre und setzt genügend Energie frei, um das Gas aufzuheizen und in den Raum zu schleudern.
Zurück bleibt eine elliptische Galaxie (deren Sterne nicht gezeigt sind), die kaum noch Gas enthält und in deren Zentrum die beiden Schwarzen Löcher verschmolzen sind. Der gesamte Prozess der Galaxienverschmelzung dauert etwa zwei Milliarden Jahre.
science.ORF.at/MPG, 10.2.05
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Mehr zu dem Thema in science.ORF.at:
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01.01.2010 |
