Im Zentrum unserer Galaxie sitzt ein riesiges schwarzes Loch. Das wissen wir schon länger, es ist aber trotzdem immer wieder faszinierend, darüber nachzudenken. Allein schon die schiere Größe ist kaum vorstellbar: Das schwarze Loch (es trägt den Namen Sagittarius A*) hat etwa 4 Millionen Sonnenmassen. Das ist gewaltig, es muss uns aber vorerst keine Angst machen. Schwarze Löcher sind keine Staubsauger die alles gnadenlos ansaugen und verschlucken. Schwarze Löcher sind “nur” die Überreste ehemaliger Sterne und auch nichts anderes als Objekte mit einer bestimmten Masse die sich so wie alle anderen Objekte mit einer bestimmten Masse verhalten. Ein Planet (oder ein Stern) kann ein schwarzes Loch problemlos umkreisen, ohne hinein gesaugt zu werden. Erst wenn man sich dem schwarzen Loch weit genug nähert, bemerkt man die besonderen Effekte. Überschreitet man den sogenannten Ereignishorizont, dann hat man verloren und ist für immer in der Nähe des schwarzen Lochs gefangen. Dort ist seine Anziehungskraft so stark, dass nichts ihr mehr entkommen kann. Aber schon vor dem Ereignishorizont wird es ungemütlich. Da bekommt man die gewaltigen Gezeitenkräfte zu spüren, die 4 Millionen Sonnenmassen ausüben können, die auf einen winzigen Raum zusammengequetscht sind. Himmelskörper (aber auch die von Menschen) werden auseinander gerissen und in ihre Bestandteile zerlegt. Und genau das scheint das supermassereiche schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße regelmäßig zu machen.

Denn auch wenn schwarze Löcher schwarz sind, also keine Strahlung abgeben und damit unsichtbar sind, ist es ihre Umgebung definitiv nicht! Schwarze Löcher wie Sagittarius A* sind von einer großen Scheibe aus Gas und Staub umgeben und diese Scheibe kann sehr viel Strahlung erzeugen (z.B. durch die Bewegung geladener Teilchen in starken Magnetfeldern oder durch die hohe Temperatur die dort herrscht). Immer wieder kommt es bei schwarzen Löchern auch zu Helligkeitsausbrüchen. Wenn zum Beispiel ein Stern in das Loch stürzt (genauer gesagt: mit dem schwarzen Loch kollidiert), dann wird er von den Gezeitenkräften auseinander gerissen und das ganze Material dass dann mit enormen Geschwindigkeiten auf das schwarze Loch zurast erzeugt Strahlung.

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Bild von Sagittarius A* und seiner Umgebung im Röntgenlicht, gesehen vom Weltraumteleskop Chandra (Bild: NASA/CXC/MIT/F. Baganoff, R. Shcherbakov et al.)

Das schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße ist relativ ruhig. Es gibt keine großen Helligkeitsausbrüche wie in anderen Galaxien mit einem sogenannten AGN (active galactic nucleus). Man schätzt, dass nur etwa alle hunderttausend Jahre ein Stern mit Sagittarius A* kollidiert. Genaue Beobachtungen haben aber gezeigt, dass es täglich kleine Helligkeitsausbrüche gibt, bei denen für einige Stunden zehn bis hundert Mal mehr Röntgen- und Infrarotstrahlung abgegegen wird als sonst. Sterne kommen dafür als Ursache nicht in Frage. So viele Sterne können nicht ins schwarze Loch stürzen, außerdem wären die Helligkeitsausbrüche dann viel heller und würden viel länger dauern. Aber was verursacht sie sonst? Kastytis Zubovas von der Uni Leicester und Sergei Nayakshin und Sera Markoff von der Uni Amsterdam haben eine interessante Möglichkeit untersucht: Vielleicht sind es Asteroiden, die täglich in das schwarze Loch fallen?

In ihrer Arbeit (die bei der Zeitschrift “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” eingereicht, aber noch nicht akzeptiert wurde) mit dem Titel “Sgr A* flares: tidal disruption of asteroids and planets?” haben sie das Problem im Detail durchgerechnet. Aus der Stärke der Helligkeitsausbrüche kann man ausrechnen, wie groß die Asteroiden sein müssen, damit sie ausreichend Strahlung erzeugen, wenn sie vom schwarzen Loch zerrissen werden. Das ist gar nicht so einfach, wie es klingt. Die Asteroiden bewegen sich ja auch durch die Gasscheibe und das enorm schnell, mit Geschwindigkeiten, die sich schon der Lichtgeschwindigkeit annähern. Dabei entsteht natürlich sehr viel Reibung und damit Hitze – die Asteroiden beginnen also zu schmelzen und zu verdampfen, noch lange bevor sie vom schwarzen Loch zerrissen werden. Nur wenn auch genug von ihnen übrig bleibt, kommen sie als Quelle für die täglichen Helligkeitsausbrüche in Frage. Zubovas und seine Kollegen haben ausgerechnet, dass Asteroiden zwischen 10 und 45 Kilometer groß sein müssen, um die beobachteten Effekte erklären zu können. Das sind aber ganz normale Durchmesser für Asteroiden – in unserem Sonnensystem gibt es Millionen in dieser Größe.

Ja, in unserem Sonnensystem!, werden jetzt vermutlich einige Leserinnen und Leser einwerfen. Aber wo sollen die ganzen Asteroiden im Zentrum der Milchstraße denn herkommen? Gute Frage – und es gibt dafür glücklicherweise auch gute Antworten! Einerseits bringen die Sterne, die zwar selten aber doch regelmäßig mit dem schwarzen Loch kollidieren, natürlich auch ihre Planeten und Asteroidengürtel mit und können sie beim Durchgang durch die Scheibe verlieren. Sie umkreisen dann das schwarze Loch so wie sie vorher den Stern umkreist haben und wenn ihre Bahnen nicht kreisrund sind, sondern durch die vielen gravitativen Störungen elliptisch geworden sind, dann landen sie irgendwann in der Gefahrenzone und werden zerrissen. Noch faszinierender ist aber die zweite Möglichkeit: Wenn ein schwarzes Loch von einer großen Scheibe aus Gas und Staub umgeben ist, dann spricht nichts dagegen, dass in ihr genau das passiert, was auch in anderen großen Gas- und Staubscheiben passiert. Das, was zum Beispiel auch in der Gas- und Staubscheibe geschehen ist, die vor 4,5 Milliarden Jahren die Sonne umgeben hat: Es entstehen Planeten und Asteroiden! Die Asteroiden die in das schwarze Loch fallen, müssen also nicht unbedingt von außerhalb kommen, sie können auch direkt in der Umgebung des Lochs entstanden sein!

Wie so oft in der Wissenschaft wird man noch mehr Beobachtungsdaten brauchen, um bestätigen zu können, dass es wirklich Asteroiden sind, die jeden Tag vom schwarzen Loch im Zentrum unserer Milchstraße verschluckt werden. Aber, wie Zubovas et al gezeigt haben, ist es absolut plausibel, die berechneten Effekte und Größen stimmen mit den Beobachtungen überein.

Ach, ich würde einiges dafür geben, das Zentrum der Milchstraße einmal mit eigenen Augen sehen zu können! Ein schwarzes Loch mit der Masse von Millionen Sonnen. Umgeben von einer gewaltigen rotierenden Scheibe aus Gas und Staub. Unzählige Planeten und Asteroiden die das schwarze Loch umkreisen. Asteroiden, die mit relativistischen Geschwindigkeiten durch die Scheibe rasen und dabei vom schwarzen Loch auseinander gerissen werden und ihr Leben in gewaltigen Strahlungsausbrüchen beenden. Ich kann mir zwar nicht vorstellen, wie dieses Panorama aussehen würde. Aber es muss fantastisch sein.

Kommentare (36)

  1. #1 Rand
    3. November 2011

    Sehr cool, habe das Paper eben überflogen. Ganz überzeugt bin ich noch nicht, vor allem ist es aber auch nur eine von vielen Theorien solange man noch nicht die Möglichkeit hat bis an den Ereignishorizont zu gucken. Schaun mer mal was GRAVITY und co in ein paar Jahren uns zeigen werden 😉 – darauf bin ich echt gespannt!

  2. #2 Mithos
    3. November 2011

    Was mir gerade aufgefallen ist: Wenn ein Schwarzes Loch ein Magnetfeld hat… Magnetfelder heißt Elektromagnetismus, EM heißt bewegte Ladungen, Ladungsträger sind Elektronen & Protonen, die haben Masse =>
    Wie verlaufen eigentlich die Feldlinien eines Schwarzen Lochs? Die Ladungsträger können ja wohl kaum über den Ereignishorizont nach draußen gelangen, wenn sie Masse haben. Können dann magnetische Feldlinien durch den Ereignishorizont laufen?

  3. #3 Wolf
    3. November 2011

    Am letzten Absatz erkennt man die Begeisterung 😉

    (so, jetzt lehne ich mich aus dem Fenster und wildere in einem Gebiet, von dem ich fast gar keine Ahnung habe [aber ein großes Interesse]; bitte nicht zu dolle schelten für meine Naivität 🙂 UND das es etwas wirr ist :-)) ):

    Sterne aus dunkler Materie (gigantisch groß) sammeln (ebenfalls gigantische Mengen) Staub und Gase. (Hat dunkle Materie eigentlich eine größere Wirkung auf die Gravitation als “normale” Materie?)
    Irgendwann ist die dunkle Materie weg (http://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2011/11/uber-die-suche-nach-supermassereichen-dunklen-sternen.php) und sie stürzen zu diesen “superschweren”(?) schwarzen Löchern zusammen. Die Materie ringsrum, aus dem Griff der Gravitation befreit, kann sich zu Sternen und Planeten zusammenziehen, und es entstehen Galaxien, mit nem schwarzen Loch in der Mitte.

    Sag einfach nein 🙂

  4. #4 carl
    3. November 2011

    Ich schlage in die gleiche Kerbe wie Mithos:
    Wenn Schwarze Loecher Magnetfelder haben, bedeutet dass doch, dass das Loch tatsaechlich strahlt, oder?
    Wie kommen die Photonen sonst heraus?

  5. #5 Florian Freistetter
    3. November 2011

    @carl, mithos: Tja, das kommt davon, wenn man nen Artikel um 7 Uhr Morgens schreibt ohne vorher zu frühstücken 😉 Klar, da ist nicht das Magnetfeld des schwarzen Lochs gemeint. Das hat keines. Aber das Material rundrum kann Magnetfelder haben, bzw. sorgen auch die hohen Temperaturen in der Scheibe für die Emission von Strahlung.

  6. #6 Alderamin
    3. November 2011

    @Mithos, Carl

    Zum einen können schwarze Löcher elektrisch geladen sein (jedenfalls theoretisch, ich glaube nicht, dass das praktisch der Fall sein wird, weil ja üblicherweise neutrale Materie hineinfällt) und zum anderen haben sie Gravitation, Kräfte die ja auch irgendwie nach außen dringen (man denke an Gravitonen), aber dazu sollte sich einer unserer Fachleute äußern.

    Zum anderen entstammen die hier besprochenen Magnetfelder jedoch, so wie ich es verstanden habe, der Scheibe aus Plasma, die um das schwarze Loch rotiert. Zum Plasma wird jegliches Material, das das schwarze Loch umkreist und sich durch Reibung auf mehrere tausend Kelvin erhitzt. Im Plasma sind die Ladungsträger getrennt, daher leitet es sehr gut und bewegte Ladung verursacht Magnetfelder. Auch in der Sonne sind es die Magnetfelder des Plasmas, die für Sonnenflecken, Protuberanzen, koronale Massenauswürfe etc. verantwortlich sind. Bei rotierenden Plasmascheiben, wie sie um Schwarze Löcher, aber auch um junge Sterne existieren, führen die Magnetfelder über einen noch nicht völlig verstandenen Prozess zur Entstehung von Jets, das sind gebündelte Materieströme entlang der Drehachse der Scheibe. Der Jet des supermassiven Schwarzen Lochs in der elliptischen Riesengalaxie M87 reicht bis weit aus der Galaxie heraus in den intergalaktischen Raum, mit Auswurfgeschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit. Man kann den Jet auf langbelichteten Fotos deutlich sehen. Und das bei einem Objekt, dass sich zur Größe seiner Muttergalaxie ungefähr so verhält wie ein Sandkorn zur Größe der USA.

  7. #7 Wurgl
    3. November 2011

    Nur der Vollständigkeit wegen. Ein kurzer Text zu diesem Thema ist auch hier zu finden:

    http://www.wissenschaft.de/wissenschaft/news/314442.html

  8. #8 Mithos
    3. November 2011

    @Florian: Ah, danke für die Antwort.
    Ich frage mich schon seit einiger Zeit, ob es überhaupt, außer der Gravitation, noch eine andere “Information” gibt, die theoretisch/praktisch den Ereignishorizont nach außen überwinden kann. Die müsste dann ja auf jeden Fall masselos sein… und damit auch Energie-los? Die Antwort hat bestimmt was mit Quantenmechanik zu tun…
    Ähnliche Fragestellung: Wie schnell breitet sich eigentlich Gravitation (beziehungsweise die “Information” darüber) aus? Wenn ich eine Masse mit annähernd c bewege, sollte deren Gravitations-“Topf” ja trotzdem nicht schneller als c sein. Wenn sich nun zwei solcher Flitzer aufeinander zu bewegen…

    Memo an mich: Die mir noch fehlenden Folgen alpha centauri schauen.

  9. #9 Bullet
    3. November 2011

    Mir fällt noch etwas anderes zur Herkunft der hypothetischen Asteroiden ein:
    Florian schrieb dereinst über Planeten, die aus Systemen durch gravitationelle Interferenzen hinausgeworfen wurden (z.B. im Zuge planetarer Migration). Wenn genügend Planetensysteme in einer Galaxis vorhanden sind, sammelt sich da bestimmt ein hübsches Sümmchen an Bröckchen an. Und wo sollen die hin? Da die galaktische Fluchtgeschwindigkeit dann doch noch ein wenig höher liegt, werden die meisten von ihnen frei durch die Galaxis eiern, ganz selten werden sie mal von irgendwelchen Sternen abgefischt (und wahrscheinlich noch viiiiiel seltener stürzen sie dann nicht in die Sonne oder werden wieder als großes Swing-by-Objekt wieder rausgefeuert) werden … da bleibt dann im Endeffekt doch nur noch das galaktische Zentrum als terminaler Bestimmungsort.
    Oder?

  10. #10 Alderamin
    3. November 2011

    @Mithos

    Schwarze Löcher haben genau drei mögliche Eigenschaften (“No hair theorem“):

    – Masse
    – Ladung
    – Drehimpuls

  11. #11 Tridecanol
    3. November 2011

    @FF
    Kennst du eigendlich das Buch Singularity (http://www.podiobooks.com/title/singularity) bzw. die danach erschienenen “Soapbox Seminars” (http://www.podiobooks.com/title/doctor-jacks-soapbox-seminars) die das alles erklären?

    Kann mir vorstellen, dass dir das gefallen könnte.

    Btw. In Dr. Who gibts auch ne Folge die auf nem Planeten spielt, der im Orbit um ein schwarzes Loch liegt.

  12. #12 Mithos
    3. November 2011

    @Alderamin: Laut der Theorie wären da dann eventuell wieder EM-Felder bzw. Magnetismus möglich. Solange die bewegte Ladung im Schwarzen Loch den Ereignishorizont nicht überschreitet, kann sie ja ein EM-Feld um sich rum haben, dass eben doch nach außen reicht. Wenn es der Effekt der elektrischen Ladung bis nach außen schafft, dann kann das auch ein EM-Feld. Bewegung der Ladung ist auch nicht unwahrscheinlich, da das Loch ja einen Drehimpuls hat.
    So vereinfacht würde ich mir das zumindest erklären.

    Florian, sag Bescheid, wenn du zum Zentrum der Milchstraße aufbrichst. Ich komme mit und schaue mir das dann auch mal an 🙂 und ich nehme einen Kompass mit.

  13. #13 Florian Freistetter
    3. November 2011

    @Tridecanol: Die Dr.Who-Folge kenne ich natürlich und sie ist gut – nur leider eben physikalisch völliger Unsinn weil dauernd behauptet wird, man bräuchte besonders viel Kraft, um den Planeten daran zu hindern, ins Loch zu fallen…

  14. #14 miesepeter3
    3. November 2011

    @Florian Freistetter

    “Ach, ich würde einiges dafür geben, das Zentrum der Milchstraße einmal mit eigenen Augen sehen zu können!

    Geh in den Zoo (Leipzig?), wirf ein paar Erdnüsse in den Affenkäfig und stell Dir vor, du wärest ein Sagittarianer, der das schwarze Loch füttert. Mit ein bißchen Phantasie klappt das schon.

    Wenn Du es tatsächlich in derRealität schaffen könntest, dort irgendwie in Sichtweite hinzukommen, würde es Dir wahrscheinlich so ergehen :

    “Himmelskörper (aber auch die von Menschen) werden auseinander gerissen und in ihre Bestandteile zerlegt.”

    Und wer schreibt dann für uns diese interessanten Sternenartikel?

  15. #15 perk
    3. November 2011

    @ alderamin
    das gilt nur für schwarze löcher im statischen equilibrium

    sobald man die dynamisch betrachtet unterscheiden sich zustände auch hinsichtlich ihrer geschichte (was sich zum beispiel in der form des ereignishorizonts bemerkbar macht)

    mal als beispiel figure 6 anschauen: http://de.arxiv.org/pdf/gr-qc/0012079v2

    @ florian

    Aber schon vor dem Ereignishorizont wird es ungemütlich. Da bekommt man die gewaltigen Gezeitenkräfte zu spüren, die 4 Millionen Sonnenmassen ausüben können, die auf einen winzigen Raum zusammengequetscht sind.

    das finde ich ein bisschen irreführend

    bei schwarzen löchern nimmt die krümmung am ereignishorizont mit 1/m^4 ab, deswegen sind besonders große (supermassive) schwarze löcher am ereignishorizont am harmlosesten

    bei dir klingt es eher so als wäre die gesamtmasse ein zeichen für starke kräfte in der nähe des ereignishorizonts

  16. #16 Alderamin
    3. November 2011

    @Mithos

    Laut der Theorie wären da dann eventuell wieder EM-Felder bzw. Magnetismus möglich.

    Klingt plausibel, allerdings erhält der Kollaps zum Schwarzen Loch die neutrale elektrische Ladung und Rotation des Vorgängersterns, deswegen sind rotierende, ungeladene Schwarze Löcher ohne Magnetfeld der in der Praxis einzig relevante Fall.

    Interessant ist, was aus den Magnetfeldern des Vorgängersterns wird. Bei Neutronensternen wird das Feld bekanntlich enorm verdichtet, mit dem Extrembeispiel Magnetar. Beim Schwarzen Loch müsste es hingegen restlos verschwinden. Weiß jemand, ob das korrekt ist?

  17. #17 MartinB
    3. November 2011

    @Mithos
    Ich empfehle dazu das Buch “Black hole war” von Susskind, da wird die Frage, welche Information aus Schwarzen Löchern entkommen kan und wie, ausführlich diskutiert.

    Wie Feldlinien um Schwarze Löcher aussehen etc. ist auch sehr gut im (nicht mehr ganz neuen) Buch von Kip Thorne erklärt “Gekrümmter Raum und Verbogene Zeit”.

  18. #18 haarigertroll
    3. November 2011

    Wenn man’s schon nicht sehen kann, man kann’s doch immerhin wenigstens hören: http://www.lastfm.de/music/Wedard/_/Black+Hole+Sagittarius+Alpha 🙂

  19. #19 frantischek
    3. November 2011

    Schwarze Löcher sind keine Staubsauger?

    Und was ist dann das:
    http://www.oschti.ch/Mel-Brooks-Spaceballs/45/Film/109-Spaceballs.jpg
    😉

  20. #20 Wurgl
    3. November 2011

    @frantischek: Das ist ein kaputter Link in dem der Text “No hotlinks please” steht.

  21. #21 frantischek
    3. November 2011
  22. #22 Richelieu
    3. November 2011

    Armes schwarzes Loch, so gross und hat nur Asteroiden auf dem täglichen Speiseplan! (Ich glaube meine Diät fällt mir schwerer als mir lieb ist, wenn mir beim lesen des Artikels als erstes dieser Gedanken kommt 😉 )…

    Zur Frage selber nachschauen wäre da nicht die Stahlen Dosis das grösste Problem weit bevor man es mit den Gezeiten zu tun bekommt ? Ich stelle mir deswegen sowieso das ganze galaktische Zentrum als ziemlich unangenehm vor, oder mache ich da einen Denkfehler?

  23. #23 rauskucker
    3. November 2011

    Zum Einen: faszinierender Gedanke, daß so ein zentrales schwarzes Loch seine eigenen Planeten haben könnte!
    Zum Andern eine kleine Korrektur: du schreibst “Schwarze Löcher sind “nur” die Überreste ehemaliger Sterne …”. Das dürfte aber für die supermassiven zentralgalaktischen Schwarzen Löcher, und um so eines geht es hier ja, falsch sein. Soweit ich gelesen habe, sind diese älter als die Galaxien und haben sich nach dem Urknall aus Urmaterie gebildet. Das dürfte ohne den Umweg über das Stadium “Stern” gegangen sein, jedenfalls sehe ich keinen Grund, so einen Übergang anzunehmen.

  24. #24 Alderamin
    3. November 2011

    @rauskucker

    Das ist bisher nicht geklärt. Es gibt schon einen Grund, den Weg über einen Stern anzunehmen: Wenn die Materie im Kern der entstehenden Galaxie zusammenfällt, dann tritt zwangsläufig die Entstehung von Sternen ein, weil Kernfusion bei einer bestimmten Temperatur und Druck automatisch einsetzen. Der entstehende Stern iionisiert dann weiterhin einfallendes Gas und bläst es von sich weg – jedenfalls ist dies bei der normalen Sternentstehung so. Massive Sterne leben allerdings nicht lange, bevor sie zur Supernova werden und ihr Kern zu einem schwarzen Loch kollabiert, das dann ungebremst wieder Materie schucken kann.

    Die Frage ist, ob so viel (normale/dunkle) Materie auf den frisch entstandenen Stern stürzt, dass dieser die Materie nicht wegpusten kann und trotz Start der Fusion im Kern durch den zunehmenden Druck von außen zum schwarzen Loch kollabiert. Was dann wohl ebenfalls eine Supernova zur Folge hätte, würde ich mal mutmaßen.

  25. #25 Lola
    3. November 2011

    Vielleicht ist das ja die Vergangenheit und
    gleichzeitig die Zukunft der Milchstraße.

    Ein saugen, Ausspucken …..

  26. #26 Wolf
    3. November 2011

    Na? Traut sich niemand?

    ;-))))

  27. #27 Florian Freistetter
    3. November 2011

    @wolf: Sorry, hab ich übersehen.

    “Die Materie ringsrum, aus dem Griff der Gravitation befreit, kann sich zu Sternen und Planeten zusammenziehen, und es entstehen Galaxien, mit nem schwarzen Loch in der Mitte. Sag einfach nein 🙂 “

    Ich glaube, ich habe in meinem Artikel dazu gestern erwähnt, dass aus den supermassereichen dunklen Sternen große SLs entstehen die theoretisch auch die Grundlage der supermassereichen SLs in den Galaxienzentren bilden können. Wenn nicht, dann sag ichs jetzt; die Autoren des Artikels haben es auf jeden Fall in ihrem Artikel erwähnt. Die Sterne der Galaxien entstehen aber nicht aus dem Material das die dunklen Sterne umkreist, dazu ist das zu wenig.

  28. #28 andreas
    4. November 2011

    Allein die Vorstellung eines solchen Schauspiels lässt mein Herz höher schlagen. Wobei man von den Objekten, die dem schwarzen Loch zu nahe kommen wohl nicht viel mehr als Lichtblitze sehen wird.

  29. #29 Perry R.
    4. November 2011

    Wir bevorzugen die Bezeichnung Dengejaa uveso.

  30. #30 MartinB
    4. November 2011

    @Perry
    100 Punkte für den Bezug, 1000 Minuspunkte für die Anmaßung des Nicknames 🙂

  31. #31 Pepe
    4. November 2011

    Nimmt die Masse eines schwarzen Lochs nach dem Schlucken eines Sterns zu? Ich würde vermuten ja. Das heißt doch, dass die Gravitation mit jedem geschluckten Stern ständig größer wird und dadurch immer noch mehr Sterne geschluckt werden. Das führt doch zwangsläufig dazu, dass von allen Galaxien irgendwann nur noch schwarze Löcher übrig bleiben. Und was bleibt sonst übrig? Evtl. noch die dunkle Materie/Energie. Dann bildet sich quasi ein neues (dunkles) Universum als Spiegelbild unseres bisherigen (hellen) Universums. Unser Universum ist dann sozusagen invertiert. In dem neuen Universum findet dann der selbe Prozess nur spiegelbildlich bzw. umgekehrt statt, so dass sich das Universum also jedesmal umdreht. Das erklärt zwar immer noch nicht die Entstehung, aber egal. Ist nur ein Gedankenspiel

  32. #32 Alderamin
    4. November 2011

    @Pepe

    Nimmt die Masse eines schwarzen Lochs nach dem Schlucken eines Sterns zu?

    Ja, die Masse geht nicht verloren, wenn Materie in ein schwarzes Loch fällt. Ladung und Drehimpuls bleiben ebenfalls erhalten.

    Das heißt doch, dass die Gravitation mit jedem geschluckten Stern ständig größer wird und dadurch immer noch mehr Sterne geschluckt werden. Das führt doch zwangsläufig dazu, dass von allen Galaxien irgendwann nur noch schwarze Löcher übrig bleiben.

    Nein, denn um geschluckt zu werden, muss man dem Schwarzen Loch sehr nahe kommen. Wenn die Sonne zum Schwarzen Loch würde (was sie nicht kann, dazu hat sie nicht genug Masse), dann müsste man sich ihrem Zentrum auf 30 km nähern, um verschluckt zu werden. So wie sie jetzt ist, reichen bereits knapp 700 000 km, nämlich ihr Radius, und dann wird man ebenfalls verschluckt und die Masse der Sonne dadurch vergrößert. In der Wirkung ihrer Schwerkraft unterscheidet sich die Sonne nicht von einem Schwarzen Loch gleicher Masse, man kann das Schwarze Loch jedoch auf einer viel engeren Bahn und somit mit viel höherer Geschwindigkeit umkreisen. Insofern ist die Sonne gefährlicher als ihr Pendant als Schwarzes Loch. Und sie saugt ja auch nicht die Milchstraße auf.

    Die größten supermassiven Schwarzen Löcher in den Zentren von Galaxien haben Milliarden Sonnenmassen und ungefähr die Ausmaße unseres Sonnensystems. Das ist zwar sehr groß gegenüber einem Schwarzen Loch mit einfacher Sternenmasse, aber immer noch nur ein zehntausendstel des mittleren Abstands zwischen normalen Sternen. Es ist also unwahrscheinlich, dass ein Stern mit einem schwarzen Loch kollidiert, dazu muss er es üblicherweise lange und umkreisen und seine Energie als Gravitationswellen abstrahlen, bevor es ihn schließlich zerreisst und das verbliebene Gas durch innere Reibung relativ schnell abgebremst wird und in das Loch fallen kann.

    Es gibt in Vielkörper-Systemen wie Galaxien oder Sternhaufen durch die Wechselwirkung zwischen den einzelnen Körpern zwar Prozesse, die schwere Massen zum Zentrum sinken lassen (z.B. wenn Galaxien verschmelzen, vereinigen sich irgendwann ihre supermassiven Schwarzen Löcher), aber dafür werden andere Sterne nach außen befördert, weil der Drehimpuls erhalten bleiben muss. Insofern werden Schwarze Löcher niemals alle Objekte im Universum verschlucken. Es gibt genug Sterne, die ihr Leben als Neutronenstern oder Weißer Zwerg beenden, und lediglich abkühlen.

    Und was bleibt sonst übrig?

    Es gab da mal ein nettes Buch, “Die fünf Zeitalter des Universums”, das die mögliche Zukunft des Universums beschreibt. Dabei gehen die Autoren davon aus, dass Protonen zerfallen (was bisher nicht belegt ist) und damit die erkalteten Planeten, Weißen Zwerge und Neutronensterne irgendwann zerfallen und nur noch Schwarze Löcher übrigbleiben, die dann durch Hawking-Strahlung irgendwann auch kleiner werden und sich auflösen. Am Ende bleibt nur sehr stark verdünnte, sehr langwellige Strahlung, und nicht viel was noch passieren könnte. Kein “dunkles Spiegelbild-Universum”.

  33. #33 12stein
    5. November 2011

    @MartinB ” Anmaßung des Nicknames “

    Na na, nur nicht so streng 🙂
    Seine Eltern Kasimir und Zaezilia Ratschhofer waren einfach nur Hardcore Fans 🙂

  34. #34 Andreas Müller
    5. November 2011

    Es wird schwierig sein zu unterscheiden, ob die Flares am Schwarzen Loch im Galaktischen Zentrum von Asteroiden oder von anderen blobs verursacht werden. Denn es ist zu erwarten, dass die Instabilitäten im Akkretionsfluss dazu führen, dass Klumpen aus Plasma an das Loch verfüttert werden.

    Außerdem können die Flares auch einfach entstehen, wenn ein Orbiter nah am Loch seine Bahnen zieht. Immer wenn er sich gerade auf uns zu bewegt, bewirkt eine Doppler-Blauverschiebung einen Boost der Helligkeit (und der Farbe zum Blauen hin), also den Flare. Bewegt er sich weiter verschwindet der Flare auf natürliche Weise.
    Ist es ein stabiler Orbiter, wäre der Flare periodisch. Ist es ein einfallender Klumpen, dann könnte der Flare nur ein einmaliges Ereignis sein.

    Zu den Magnetfeldern und Jets:
    Es gibt zwei Szenarien, wie Schwarze Löcher diese Ausflüsse magnetisch herausschießen könnten: den Blandford-Payne-Mechanismus oder der Blandford-Znajek-Mechanismus. Der erstgenannte funktioniert im Prinzip so, wie die hier angesprochenen Plasmaausbrüche auf der Sonne. Magnetfelder ziehen Material aus der Plasmaoberfläche, das dann z.B. zentrifugal getrieben von der Scheibe abströmt. Beim zweitgenannten Mechanismus ist unbedingt ein schnell rotierendes Loch erforderlich und der Ausfluss entsteht direkt vor dem Horizont (in der sog. Ergosphäre).
    Welcher Mechanismus nun bei den kosmischen Schwarzen Löchern stattfindet, können die Radioastronomen mittels hochauflösender VLBI-Beobachtungen herausfinden (dazu gibt es bereits ein paar papers, z.B. von den Kollegen am MPIfR). Denn sie können damit fotografieren, ob die Jetbasis breit ist und eher an der Akkretionsscheibe startet (Blandford-Payne) oder ob die Jetbasis sehr klein ist und unmittelbar am Loch lokalisiert ist (Blandford-Znajek).

    Zu den geladenen Schwarzen Löchern:
    Ein klassisches Schwarzes Loch als Lösung der Einsteinschen Theorie kann maximal drei Eigenschaften haben: Masse, Drehimpuls und elektrische Ladung. In der ART werden sie beschrieben als Kerr-Newman-Lösung.

    Es ist zu erwarten, dass ein kosmisches Schwarzes Loch Plasma verschluckt, also elektrische Ladungen. Dadurch sammelt es also auch Ladungen auf und sollte seine Eigenschaften verändern. Die Astrophysiker reden die Ladungseigenschaft immer so beiseite, dass eine vorhandene Lochladung entsprechend gegensätzliche Ladungen anzieht, mit dem Resultat, dass die Lochladung wieder neutralisiert würde.
    Für mein Gefühl ist das ein “handwaving argument”. Andererseits ist mir kein astronomisch beobachteter Kandidat für ein Schwarzes Loch bekannt, wo man die Kerr-Newman-Lösung favorisieren würde.

    @Alderamin
    Deine angegebenen 30 km bevor man vom Loch verschluckt wird sind noch zu hoch gegriffen. Bei einem nicht rotierenden Schwarzen Loch (Schwarzschild-Loch) mit einer Sonnenmasse liegt die letzte stabile Bahn (ISCO) bei sechs Gravitationsradien, also nur 9 km. Bei einem maximal rotierenden Loch (Kerr-Loch) mit einer Sonnenmasse sind es sogar nur gut 1,5 km. Eine stabile Rotation ganz knapp vor dem Ereignishorizont ist da möglich.

    Beste Grüße,
    Andreas

    Sorry für die späte Freischaltung! Ist im Spamordner gelandet und ich war den ganzen Tag offline. Danke für deinen Kommentar!

  35. #35 tetraeder
    27. November 2011

    Hallo zusammen.
    Ich nehme mal an, dass dieser Blog hauptsächlich von “Astro-Spezis” besucht wird und möchte vorrausschicken, dass ich relativ wenig Ahnung von der Materie habe.
    Trotzdem möchte ich eine Frage zum SL loswerden, die mir seit Langem im Kopf rumspukt:
    Wäre es möglich, dass ein für uns sicht- oder messbarer Stern eine nicht direkt sicht- und messbare Entsprechung in einem “Schwarzen Loch” an einer (für uns) ganz anderen Position und zudem in einer (für uns) völlig anderen Zeit hat?
    Oder anders ausgedrückt:
    Wäre es möglich, dass wir z.B. unsere Sonne (die wir ja auf der Erde immerhin schon mit einer Verzögerung von etwa 6 Minuten wahrnehmen) gleichzeitig z.B. auf einer andern relativistischen Zeitebene und damit auch an einer anderen “Position” als SL “sehen”?
    Mein Grundgedanke hierbei ist, dass wir “automatisch” Ursache und Wirkung gleichsetzen, also z.B. im Falle userer Sonne davon ausgehen, dass der Ursprungspunkt der emittierenden Energie auch exakt der Punkt ist, an dem sich die hierzu notwendige Masse befindet.
    Was wäre, wenn dies nicht unbendigt der Fall wäre?
    Wir sehen ja das Licht von Sternen, die seit milionen von Jahren (zumindest in der für uns jetzt und hier sicht- und messbaren Form) nicht mehr existieren könnten.
    Ich weis das Beispiel Sonne “hinkt” und ich weis auch nicht recht, wie ich den Gedanken formulieren sollte.

  36. #36 Florian Freistetter
    27. November 2011

    @tetraeder: Ich bin nicht sicher, ob ich die Frage richtig verstanden habe. Aber eines ist klar: Die Sonne wird man NIE als schwarzes Loch sehen können. Sie wird nie eines werden, dafür ist sie nicht massereich genug.