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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Wie schwarze Löcher kollidieren |
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| | | Eines der spektakulärsten Phänomene im Kosmos ist die Kollision zweier supermassiven schwarzen Löcher im Zuge der Fusion zweier Galaxien. Bislang gab es dafür keinerlei Beweise, doch nun haben Astronomen erstmals ein mathematisches Modell entwickelt, dass auch die Fusion der beiden schwarzen Löcher belegt. |
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Die Berechnungen von David Merritt von der State University of New Jersey, und Ron Ekers vom Australia Telescope National Facility zeigen, dass bei der Verschmelzung zweier schwarzen Löcher durch die dabei entstehende Wechselwirkung der Kräfte das größere der beiden neu strukturiert wird.
Laut den Berechnungen der beiden Wissenschaftler kann das kleinere schwarze Loch ein Größeres, das bis zu fünfmal mehr Masse hat, außer Form bringen. Die genauen Ergebnisse ihrer Arbeit veröffentlichten die Wissenschaftler im "Science Express" der online Ausgabe des Fachjournals "Science"
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Schwarze Löcher
Schwarze Löcher sind Objekte von einer so hohen Dichte, dass nicht einmal Licht ihrer enormen Anziehungskraft entkommen kann. Da nichts schneller ist als Licht, kann folglich nichts aus dem Inneren eines solchen Loches entkommen. Schon zur Zeit Isaac Newtons (1642-1727) spekulierte man über die Existenz dieser Objekte, doch erst Albert Einsteins (1879-1955) Allgemeine Relativitätstheorie machte es möglich, sie genauer zu beschreiben: In einem Schwarzen Loch sind Raum und Zeit so verzerrt, dass die Zeit quasi angehalten wird.
Unterhalb einer bestimmten Grenze - dem so genannten Schwarzschild Radius - wird jede Masse zu einem Schwarzen Loch. Würde die Sonne beispielsweise auf einen Radius von drei Kilometern zusammengepresst, oder die Erde auf ganze neun Millimeter komprimiert, dann entständen so Schwarze Löcher. |
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 Mehr Information über schwarze Löcher |
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Das größere Loch ändert Strahlungsrichtung |
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Die Neuordnung geht mit einem plötzlichen Ruck in der Drehachse des größeren Loches einher. "Es sieht wie eine plötzlicher Wechsel in Richtung der Ströme jener Partikeln, die entlang der Drehachse des schwarzen Loches hinausgeschleudert werden aus", sagen Merritt und Ekers.
Bilder die mit einem Radioteleskop aufgenommen wurden zeigen das Aufeinandertreffen der supermassiven schwarzen Löcher, die beiden Galaxien erscheinen bei ihrem Zusammenstoß auf Grund der veränderten Strahlenrichtung in einer X-Form.
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Der große Wechsel
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Strahlen vom Kern der Galaxy NGC326 scheine plötzlich ihre Richtung gewechselt zu haben. Dieser Vorgang wird als das Resultat der Verschmelzung zweier schwarzen Löcher interpretiert
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Supermassive, schwarze Löcher |
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Supermassive schwarze Löcher werden in den Zentren von Galaxien vermutet und konnten in fast jeder bisher untersuchten Galaxie entdeckt werden.
Sie haben zum Teil eine Masse die dem Milliardenfachen unserer Sonne entspricht. Dennoch sind sie nicht größer als unser Sonnensystem. Ihre Entstehung wird auf gigantische Gaswolken zurückgeführt oder auf den Zerfall von Sternenclustern kurz nach dem Urknall zu Beginn des Universums.
"Supermassive, schwarze Löcher könnten in einer erstaunlich großen Zahl von Galaxien kollidiert sein", meinen Merritt und Ekers. "Immerhin kann man bei 7 Prozent der hochenergetisch strahlenden Galaxien dieses typische X-förmige Strahlenmuster fest stellen."
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Beobachtung von schwarzen Löchern
Tatsächlich sind schwarze Löcher nicht direkt beobachtbar, da jede Art von Materie oder auch elektromagnetische Strahlen einfach aufgesaugt werden. Weil Atome mit unterschiedlicher Geschwindigkeit um das Loch kreisen, bevor sie aufgesaugt werden (je näher sie dem Zentrum bzw. dem so genannten "event horizon" kommen, desto schneller werden sie: zuletzt erreichen sie fast Lichtgeschwindigkeit), reiben sie sich aneinander. Große Hitze entsteht und die Atome emittieren hochenergetische Strahlung, wie z.B. Röntgenstrahlen. Anhand solcher Röntgenstrahlen können Astronomen auf die Existenz eines schwarzen Loches schließen.
Supermassive schwarze Löcher machen durch ihre enorme Anziehungskraft auf sich aufmerksam. So wird zum Beispiel Gas aus dem Weltall eingefangen und spiralisiert in einer flachen Scheibe, wie in einem Strudel auf das Schwarzen Loch zu. Dabei erhitzt sich das Gas in dieser Akkretionsscheibe auf eine Million Grad und strahlt hell im Röntgenlicht. Ein Teil der Materie in der Scheibe wird jedoch nicht verschluckt, sondern als gewaltiger Materiestrom mit annähernd Lichtgeschwindigkeit in den Weltraum geblasen. Diese Jets können eine ganze Galaxie durchqueren und sind daher weithin sichtbar. |
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Schwarze Löcher |
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Einmal pro Jahr kollidiern große Galaxien |
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Die beiden Wissenschaftler berechneten, dass eine große Galaxie einmal in einer Milliarden Jahre in eine Kollision verwickelt wird. Auf Basis dieser Kalkulation findet ein derartiges Spektakel einmal pro Jahr im Universum statt.
"Wir haben schon seit langer Zeit von diesen x-förmigen Galaxien gewusst, aber erst jetzt haben wir eine überzeugende Erklärung dafür", meinen die beiden Wissenschaftler. "Unser Modell zeigt, dass die Theorie der Vereinigung von schwarzen Löchern auf einer soliden Basis steht."
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Geschichten über schwarze Löcher in science.ORF.at
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01.01.2010 |
