Im Zentrum jeder großen Galaxie sitzt ein supermassereiches schwarzes Loch. Und auch wenn ein schwarzes Loch kein Staubsauger ist, verschluckt es doch gerne mal den einen oder anderen Stern oder die eine oder andere Gaswolke. Was eben gerade so da ist. Man dachte deswegen auch bis jetzt, dass das Wachstum der schwarzen Löcher eng mit dem Wachstum des Sternhaufens verknüpft ist, der sie umgibt. Die große und dichte Ansammlung von Sternen in der Zentralregion einer Galaxie nennt man “Bulge” und je größer der Bulge ist, desto massereicher sollte auch das schwarze Loch in seiner Mitte sein. Neue Beobachtungen zeigen aber, dass das nicht immer stimmen muss.

NGC 4342 und NGC 4291 sind zwei Galaxien in unserer Nachbarschaft. Sind sind zwar immer noch 75 beziehungsweise 85 Millionen Lichtjahre weit entfernt; aber aus kosmischer Sicht liegen sie gleich nebenan. Hier sind sie:

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Die Bilder sind eine Mischung aus Infrarotbildern und Röntgenaufnahmen. Röntgenstrahlung ist wichtig, wenn man schwarze Löcher sehen will. Die sind zwar eigentlich unsichtbar. Aber wenn Material auf ein schwarzes Loch fällt, dann macht es dass nicht auf direkten Weg sondern es spiralt zuerst um das Loch herum. Um ein aktives, fressendes Loch bildet sich also eine sogenannte “Akkretionsscheibe” aus Staub und Gas. Das Material dort bewegt sich enorm schnell, wird dabei enorm heiß und gibt jede Menge Strahlung ab. Vor allem Röntgenstrahlung. Darum kann man die Umgebung von schwarzen Löchern in Röntgenteleskopen auch besonders gut sehen.

Hier wurde das Röntgenteleskop Chandra aber auf andere Art eingesetzt. Die Forscher waren an dem heißen Gas interessiert, das sich zwischen den Sternen befindet. Je heißer das Gas, desto schneller bewegen sich die Teilchen dort. Und desto stärker muss die gesamte Anziehungskraft der Galaxie sein, um die schnellen Teilchen zurückzuhalten. Ansonsten würden sie in den intergalaktischen Raum entkommen und die Wolken würden sich auflösen. Mit einem Röntgenteleskop kann man die Temperatur dieser Gaswolken bestimmen und so herausfinden, wie groß die Gravitationskraft ist, die von der ganzen Galaxie ausgeübt wird.

Warum ist das interessant? NGC 4342 und NGC 4291 haben beide zu große schwarze Löcher. Sind sind deutlich größer, als man es aufgrund ihres Bulges erwarten würde. Die Wissenschaftler vermuteten, dass beide Galaxien in Folge von Kollisionen mit anderen Galaxien, Gas und Sterne verloren haben. Was man heute noch sieht, sind nur die Überreste und daher erscheint es so, als ob die schwarzen Löcher größer wären, als sie sein sollten.

Die Röntgenbeobachtung des heißen Gases zeigte allerdings etwas ganz anderes. Die Daten legen nahe, dass beide Galaxie noch sehr viel dunkle Materie enthalten. Die sichtbare Materie allein reicht nicht aus, um zu erklären, warum das heiße und schnelle Gas immer noch da ist. Es muss noch mehr Materie vorhanden sein, deren Gravitationskraft die Teilchen festhält. Diese dunkle Materie umgibt die Galaxien in einer großen Wolke. Bei einer Kollision zwischen zwei Galaxien sollten nun vor allem diese Wolken in den Außenbereichen betroffen sein. Man würde also wenig dunkle Materie erwarten. Aber genau das Gegenteil wurde gemessen.

Die übergewichtigen schwarzen Löcher sind also nicht auf eine galaktische Kollision zurückzuführen. Die überschweren schwarzen Löcher passen gut zu den übergroßen Wolken aus dunkler Materie. Nur die Zahl der sichtbaren Sterne im galaktischen Zentrum passt nicht so ganz dazu. Die Größe des Bulges scheint also nicht so eng mit der Größe des schwarzen Lochs zusammen zu hängen, wie man bisher dachte. Die Wissenschaftler werden sich nun Gedanken über neue Mechanismen machen müssen, die das Wachstum supermassereicher schwarzer Löcher beschreiben können.

So ist Wissenschaft: Immer dann, wenn die Beobachtung der Realität nicht mit unseren bisherigen Erklärungen zusammen passt, dann stehen wir kurz davor, etwas Neues zu lernen! Ich bin schon gespannt, was es diesmal sein wird.

Kommentare (20)

  1. #1 Bullet
    14. Juni 2012

    @FF:

    Sind sind zwar immer noch 75 beziehungsweise 85 Millionen Lichtjahre weit entfernt; aber aus kosmischer Sicht liegen sie gleich nebenan.

    Ich hab mit diesem Spruch immer so ein wenig Schmerzen … wahrscheinlich wegen des furchtbaren Unsinns, den man so damit treiben kann und den unsere speziellen Freunde von der transdimensionalen Feinstoff-Front auch damit treiben. Es ist aber auch ein Kreuz: bei Entfernungsangaben, die sich auf Objekte innerhalb eines Sonnensystems beziehen, ist schon der Schritt zur Oort’schen Wolke riesig. Wenn dann die benachbarten Sternensysteme ins Bild kommen, ist die Kometenkammer wieder nicht so weit weg. 100 LJ sind innerhalb der Milchstraße wenig, 500kLJ innerhalb der Lokalen Gruppe. Und jedesmal wird dann in der journalistischen Phrasenmaschine von “kosmischen Maßstäben” gesprochen. Wobei 80 Millionen Lichtjahre eigentlich kein Pappenstiel sind. Zumindest lassen sich Galaxien in jener Entfernung nicht mehr in Einzelsterne auflösen. Zumindest nicht mit heutiger Technik.
    Is’ eben eine Frage der Grenzziehung.

  2. #2 Nils
    14. Juni 2012

    Danke! Du hast mir genau die Frage, warum das Zentrum der Galaxie hell und nicht dunkel dargestellt ist, beantwortet, welche ich mir stelle, seitdem die von Dir im Kollisionsartikel verlinkte Abbildung der Andromedagalaxie meinen Desktop schmückt 🙂

    http://www.nasa.gov/mission_pages/galex/pia15416.html

  3. #3 Florian Freistetter
    14. Juni 2012

    @Bullet: “ch hab mit diesem Spruch immer so ein wenig Schmerzen … wahrscheinlich wegen des furchtbaren Unsinns, den man so damit treiben kann und den unsere speziellen Freunde von der transdimensionalen Feinstoff-Front auch damit treiben.”

    Sorry, aber ich hab jetzt keine Lust, JEDEN meiner Sätze auf etwaiges Falschverstehpotential aus Esoterikersicht zu prüfen. Wer etwas falsch verstehen will, dem ist nicht zu helfen. Die Entfernungsangabe steht direkt im gleichen Satz. Und im ganzen Artikel ist nicht die Rede von irgendwelchen Gefahren. Ich kann nicht IMMER Rücksicht auf die Spinner nehmen. Manchmal möchte ich auch einfach nur über Astronomie schreiben.

  4. #4 Christian
    14. Juni 2012

    IMHO ist die Definition von Entfernung immer so ne Sache :-/
    Für den einen sind 500 Meter schon eine wahnsinnige Strecke, für den anderen ist das nicht mal ein Katzensprung. Der eine definiert es so und der andere so.

    Soll sich doch jeder seine eigene Meinung bilden, was “weit” und “weniger weit” ist.

    (ich weiß leider nicht, wie das mit dem zitieren hier geht, deshalb so 😀 )

    Zitat: “Manchmal möchte ich auch einfach nur über Astronomie schreiben”
    –> Ich bin froh so einen tollen Blog mal gefunden zu haben, der vieles so aufschlussreich darstellt, danke 🙂

  5. #5 Findelkind
    14. Juni 2012
  6. #6 Funsailor
    14. Juni 2012

    Hallo,
    durch das neuem Nustar Röntgenteleskop werden sich die Erkenntnisse über die Röntgenquellen im All ja weiter verbessern. Ich warte schon gespannt auf die ersten Ergebnisse dieser Mission und den daraus resultierenden Blog Beiträge von Florian.
    Der Start ist bekanntermaßen geglückt, ich drücke alle Daumen das es auch weiterhin so gut läuft.
    Bis wann werden die ersten Aufnahmen erwartet? Hab das noch nicht gefunden und vielleicht hat jemand hier im Blog Infos dazu an der Hand

  7. #7 Christian
    14. Juni 2012

    Hallo Funsailor,

    das hier habe ich heute (eher zufällig) gelesen. Im letzten Abschnitt steht etwas von “einem Monat”. Weiß nicht, ob dir das etwas helfen könnte.

    http://web.de/magazine/wissen/weltraum/15571304-nasa-schickt-roentgenteleskop-all.html

  8. #8 Tim
    16. Juni 2012

    Florian,

    zwei Fragen an den Experten:

    1. Weiss man, wie sich ein schwarzes Loch weiterentwickelt? Wird es immer massereicher? Bis zu welcher Grössenordnung? Explodiert es einmal? Gibt es da gesicherte Erkenntnisse?

    2. Denkst du, dass die Tatsache, dass nicht alle Planeten unseres Sonnensystems in einer Ebene, der Ekliptik, liegen, möglicherweise mit in der Nähe liegenden schwarzen Löchern zu tun hat, die die Abweichungen der Planetenq von der Ekliptik verursachen könnten? Oder gibt es auch ganz andere Erklärungsmodelle?

  9. #9 Florian Freistetter
    16. Juni 2012

    @Tim: 1) Schwarze Löcher explodieren nicht. Aber sie wachsen immer weiter und irgendwann in fernster Zukunft lösen sie sich auch wieder auf; dank der Hawking-Strahlung.
    2) In der Nähe gibt es keine schwarzen Löcher. Die Bahnneigungen der Planeten haben damit nichts zu tun. Die sind genauso, wie man es erwarten würde, wenn alle Planeten aus einer dicken Scheibe aus Staub und Gas entstanden sind. Die Abweichungen sind nur gering

  10. #10 Agitator
    17. Juni 2012

    Ich muss, im Gegensatz zum üblichen Feedback zu Florians löblichen Beiträgen, eine mit Sicherheit allseits unwillkommene Kritik von mir lassen, die aller Voraussicht nach zu massiver Agitation zahlreicher Teilnehmer führen wird:

    Der (klein-)kindgerechte Schreibstil Florians irritiert mich. Kommata bereiten dem modernen Leser übelste Kopfschmerzen. Also ist jeder Gedankensplitter in Mini-Sätzchen zu zerstückeln. Sonst kann das kein Mensch verstehen. Schließlich ist Lesbarkeit das A und O.

    Nun hoffe ich, dass der obige Absatz mitsamt des darin enthaltenen bissigen Sarkasmus auch als solcher verstanden wurde. Ich kann gewiss die hinter dem Stil steckende Intention nachvollziehen (Erreichen der Leserschaft jenseits der wissenschaftlich versierten Fachwelt; Image des Welterklärers für Jedermann), aber dennoch empfinde ich eine starke Störung des Leseflusses angesichts der permanenten Unterbrechung. Für mich persönlich macht es das Lesen eines an sich hochinteressanten Beitrags eher zur lästigen Stotterangelegenheit als zur gepflegten kosmologischen Weiterbildung.

    Meines Erachtens wird diese sprachliche Verarmung weder der deutschen Sprache noch dem Intellekt – auch eines Otto-Normalbürgers – gerecht. Natürlich habe ich als Verbesserungsmaßnahme nicht schriftstellerische Spitzenleistungen im Sinn, das wäre sicherlich kontraproduktiv, da abschreckend. Aber hier und da, schon alleine der Variation halber, einen das Mitdenken voraussetzenden Satz einzustreuen, wäre wohl nicht der Weltuntergang (unabhängig davon, ob nun 2012 ist).

    Und zum Schluss noch eine ehrliche Bitte um Verzeihung wegen dem mehr oder weniger offen vorgetragenen sarkastischen Grundton dieses Beitrags. Ich konnte es mir leider trotz aller Versuche nicht verkneifen, ist aber wirklich nicht böse gemeint 😛

  11. #11 Florian Freistetter
    17. Juni 2012

    @Agitator: ” Für mich persönlich macht es das Lesen eines an sich hochinteressanten Beitrags eher zur lästigen Stotterangelegenheit als zur gepflegten kosmologischen Weiterbildung.”

    Bis jetzt hat sich darüber noch nie jemand beschwert. Es steckt auch keine “Intention” hinter meinem Schreibstil. Das ist schlicht und einfach die Art wie ich schreibe. Ich weiß aber, dass ich es nicht jedem recht machen kann. Will ich auch gar nicht.

  12. #12 Wurgl
    17. Juni 2012

    Florian, so wie du schreibst passt das schon. Ich mag diese Sätze nicht, die sich als elendslange Wurst über mehrere Absätze hinziehen. Lieber kurz und knackig als lang und zäh.

  13. #13 schnablo
    17. Juni 2012

    @FF: Kannst Du etwas dazu sagen, wie man die Kollision von Wolken dunkler Materie modeliert? Reichen da gravitative Wechselwirkungen oder zieht man auch Annahmen ueber die Natur der DM hinzu? (Sterne z.B. kann man ja gut als Massepunkte betrachten, aber bei Gaswolken sieht die Sache meines Wissens ja schon anders aus.) Und wie sicher ist man sich da im Ergebnis?

  14. #14 Agitator
    18. Juni 2012

    @ Florian

    Es ist schließlich auch dein Blog – ich hatte nur das Bedürfnis verspürt, meinem (natürlich subjektiv wahrgenommen) gestörtem Lesefluss Ausdruck zu verleihen. Dass ich da der Einzige bin, war aber auch allerdings zu erwarten… tja, so wandelt sich die Welt.

    @ Wurgl

    Der Schreibstil ist ein Kontinuum zwischen den Extremen der argen Schlichtheit und kaum verständlicher Schwülstigkeit. Daher besteht die Wahl nicht zwischen nur zwei Alternativen “knackig” und “zeilenlange Bandwurmsätze”… mein Kommentar war daher auch als Anregung gedacht, dass eine zu abgehackte Schreibweise nicht notwendigerweise unter allen Umständen dem Lesefluss förderlich sein müsse. Ich sehe mich jedenfalls permanent genötigt, kurze Pausen zwischen eigentlich inhaltlich zusammenhängenden Sätzen einzulegen, was ich v.a. bei etwas längeren Artikeln lästig finde.

  15. #15 Florian Freistetter
    18. Juni 2012

    @Agitator: “tja, so wandelt sich die Welt.”

    Ja, schon schlimm, dass die Leute immer dümmer werden und nicht mehr in der Lage sind – im Gegensatz zu glorreichen Zeit früher – ein paar simple, lange Sätze (von Satzzeichen wie dem Semikolon und ähnlichen gar nicht zu reden) zu verstehen und stattdessen nur noch kurze, abgehackte Ellipsen absorbieren können; eine Tatsache an der sicherlich das Fernsehen, das Internet, das Leistungsschutzrrecht und der Klimawandel schuld sind (wenn es nicht gar ein geheimer Plan der Freimaurer und der Bilderberger ist, der da dahinter steckt), denn das früher alles besser war, ist offensichtlich und wenn es so weitergeht mit der Welt, dann wird irgendwann gar nichts mehr weitergehen und der Schachtelsatz muss aussterben.

    “Der Schreibstil ist ein Kontinuum zwischen den Extremen der argen Schlichtheit und kaum verständlicher Schwülstigkeit”

    Das interessiert mich jetzt doch (Sorry, der Satz war ein wenig kurz)? Wo findest du in diesem Artikel hier “kaum verständliche Schwülstigkeit”?

  16. #16 Alderamin
    18. Juni 2012

    @Florian

    Ich glaube, Du hast Agitator da missverstanden. Er meint, es gibt viele Möglichkeiten des Schreibstils (ganz allgemein) zwischen den Extremen kurzer Sätze (“arge Schlichtheit”) und langer Bandwurmsätze (“kaum verständliche Schwülstigkeit”) und er verortet Dich gerade eher bei der Schlichtheit.

    Ich teile seine Meinung allerdings nicht, mir ist Dein Schreibstil nie negativ aufgefallen. Ich selbst neige ja eher zur Länge und staune dann immer, wenn Du oder andere hier das, was ich in einem langen Artikel ausdrücken wollte, mit ein paar kurzen Sätzen viel besser rüber bringen. Das soll ja hier keine Belletristik-Seite sein.

  17. #17 Wurgl
    18. Juni 2012

    Das soll ja hier keine Belletristik-Seite sein. *heftig nick*

    Genau so ist es. Man will ja nicht 10 Minuten über einen Satz nachdenken und dessen mögliche Dritt- und Viertdeutung herausfinden, sondern die beschriebenen Sachverhalte verstehen (oder versuchen zu verstehen *g*).

  18. #18 Florian Freistetter
    18. Juni 2012

    @Alderamin: “Ich glaube, Du hast Agitator da missverstanden. Er meint, es gibt viele Möglichkeiten des Schreibstils (ganz allgemein) zwischen den Extremen kurzer Sätze (“arge Schlichtheit”) und langer Bandwurmsätze (“kaum verständliche Schwülstigkeit”) und er verortet Dich gerade eher bei der Schlichtheit.”

    Ah – ja, da scheinst du wohl recht zu haben. Jetzt wo ich es nochmal lese, ist es klarer (lag wohl an meiner Schlichtheit 😉 ).

  19. #19 Christine
    28. August 2012

    Fast OT, aber ich kam durchs lesen drauf:
    Hat man sich eigentlich schonmal gedanken darüber gemacht was passieren könnte wenn dunkle materie in ein schwarzes loch fällt? Da sie nicht elektromagnetisch wechelwirkt, sollte man sie also auch nicht sehen können. Oder sieht man sie wegen der erhitzung, als gammablitz wie alles andere auch? Oder kann man sie nur indirekt sehen weil sich die helle materie die mit reinfällt, dann anders verhält als erwartet?
    Die gedankenspiele sind sicher äußerst schwer da man eigentlich garnix über die dunkle materie weiß, aber man könnte ja trotzdem bei fressenden schwarzen löchern danach suchen, denn das sie gravitativ wechselwirkt wissen wir ja.

  20. #20 Alderamin
    28. August 2012

    @Christine

    Ich würde sagen, mangels Reibung kann DM gar nicht in größerer Menge in ein SL fallen, sondern nur sporadisch. Es kann sich keine Akkretionsscheibe bilden, in der die DM ihre Bewegungsenergie loswerden kann (was die sichtbare Materie in Form von Temperatur und Bremsstrahlung tut, deswegen können wir sie sehen), also fliegen die DM-Teilchen immer schneller werdend entweder am SL vorbei oder treffen es zufällig genau, was aber hinreichend selten passiert, weil der Ereignishorizont eine kleine Trefferfläche ist. Und dann fallen sie einfach hinein und sind weg, ohne etwas abzustrahlen.