Schwarze Löcher sind schwer zu finden. Das ist wenig überraschend, denn diese Himmelskörper geben ja keine Strahlung ab und sind daher auch nicht so einfach zu sehen. Meistens kann man nur die Umgebung der schwarzen Löcher beobachten. Dort kann sich das Zeug sammeln, das dann im Lauf der Zeit auf das schwarze Loch fällt. Das Material in so einer Akkretionsscheibe gibt dann jede Menge Strahlung ab, an der man das Loch erkennen kann. Es gibt aber auch viele schwarze Löcher, die nicht mehr aktiv sind und auf die kein Material mehr fällt. Wenn man Glück hat, kann man sie anhand ihrer Gravitationskraft finden. So hat man zum Beispiel das supermassereiche schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße anhand der Bewegung der Sterne in der Nähe identifiziert. Manchmal findet man ein schwarzes Loch aber auch, weil man nichts sieht, wo man eigentlich etwas sehen müsste…

Laura Lopez vom MIT-Kavli Institut in Cambridge und ihre Kollegen haben das Weltraumteleskop Chandra benutzt, um sich W49B genauer anzusehen. W49B ist ein Supernovaüberrest, also das, was nach der Explosion eines großen Sterns übrig bleibt. Bei einer Supernova wird immer jede Menge Material des ehemaligen Sterns ins All geschleudert und die Strahlung des Sterns beeinflusst dieses Material. Man bekommt dadurch oft ziemlich beeindruckende und wilde Formen. W49B ist da keine Ausnahme. Der Nebel befindet sich knapp 26000 Lichtjahre von uns entfernt und sieht so aus:

W49B ist schön bunt – aber leider sind das nicht die echten Farben. Das Bild ist aus verschiedenen Daten zusammengesetzt. Blau und grün sind die Daten gefärbt, die Chandra aufgenommen hat. Chandra ist ein Röntgenteleskop, wir sehen hier als das für unsere Augen normalerweise nicht sichtbare Röntgenlicht. Violett ist die Radiostrahlung, die W49B abgibt und gelb/orange ist das Infrarotlicht. Die ganze bunte Wolke ist circa 60 Lichtjahre groß und man sieht auf den ersten Blick, dass sie ein wenig komisch ist.

Normalerweise ist so eine Supernova ja eine halbwegs symmetrische Geschichte. Ein Stern ist ja auch rund und wenn er am Ende seines Lebens kollabiert, dann kollabiert er einigermaßen gleichmäßig. Bei W49B scheint das aber anders abgelaufen zu sein. Das sieht man besonders gut, wenn man sich die Verteilung verschiedener Elemente in der Wolke ansieht:

Von links nach rechts sehen wir die Verteilung von Silizium, Schwefel, Argon, Calcium und Eisen. Vergleichen wir zum Beispiel Schwefel und Eisen, dann sieht man die Unterschiede besonders gut. Schwefel hat sich über die ganze Wolke verteilt, während das Eisen hauptsächlich nur auf einer Seite ist. Bei W49B dürfte es sich demnach um den seltenen Fall einer asymmetrischen Supernova handeln. Beim Kollaps wurde Material nicht gleichmäßig ins All geschleudert sondern an den Polen des sterbenden Sterns viel schneller. Mit Computermodellen haben die Forscher simuliert, wie sich in diesem Fall die verschieden schweren Elemente im Supernovaüberrest verteilen und konnten die Annahme bestätigen, dass W49B entstand, als ein Stern am Ende seines Lebens nicht gleichmäßig explodierte, sondern sein Material an den Polen in engen “Jets” ins All schleuderte (so ähnlich wie ein Gammablitz)

Asymmetrische Supernovaexplosionen sind selten und man weiß wenig über sie. W49B ist der erste Fall, der in unserer Milchstraße entdeckt wurde. Aber eines weiß man: So wie bei jeder anderen Supernovaexplosion auch, muss hier am Ende ein dichter, kleiner Sternenrest übrig bleiben. Entweder ein extrem kompakter Neutronenstern oder aber ein noch kompakteres schwarzes Loch. Natürlich hat man auch probiert, diesen letzten Rest des Sterns zu finden. Aber weder Chandra noch eines der anderen Teleskope konnte etwas finden. Auch die großen Radioteleskope konnten keine Strahlung finden, wie man sie zum Beispiel von einem rotierenden Neutronenstern erwarten würde. Der letzte Rest des ehemaligen Sterns kann also eigentlich nur ein schwarzes Loch sein, das keine Strahlung abgibt.

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Kommentare (18)

  1. #1 Frank Gregor
    20. Februar 2013

    Hallo Florian,

    da fallen mir spotan zwei Fragen ein:
    [1] Wenn so eine Supernova ein schwarzes Loch hervorbringt, dann waere ja das Material, was da noch “zu sehen” ist, sicher das erste, welches absorbiert würde. Wieso sieht man das aber auf solchen Bildern nie?

    [2] Gibt es den Faelle, bei dem zwei schwarze Loecher miteinander “kollidiert” sind? Theoretisch ist das ja möglich.

    Cheers,
    Frank

  2. #2 Florian Freistetter
    20. Februar 2013

    @Frank Gregor: “Wieso sieht man das aber auf solchen Bildern nie?”

    Welches Material meinst du? Du darfst nicht den Fehler machen, ein schwarzes Loch mit einem Staubsauger zu verwechseln, das irgendwas “ansaugt”: http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2010/01/12/schwarze-locher-sind-keine-staubsauger/

  3. #3 Frank Gregor
    20. Februar 2013

    OK, dann war das mein Fehler. (-:

  4. #4 Dietmar
    20. Februar 2013

    (

    Du darfst nicht den Fehler machen, ein schwarzes Loch mit einem Staubsauger zu verwechseln, das irgendwas “ansaugt”

    Das damalige “Schlurp” bringt mich immer noch zu Lachen. 🙂 )

  5. #5 SternBeisser
    20. Februar 2013

    Spannender Artikel :-).

    Ein Schwarzes Loch ist kein Staubsauger, kann aber als solches verwendet werden ;-). Eine Hausfrau hatte in einer Ecke ihrer Wohnung ein SL entdeckt und fortan als “Müllschlucker” verwendet. Gelesen habe ich die Story in der Anthologie “Black Holes” von Jerry Pournelle. Ist allerdings schon sehr lange her und daher kann ich mich leider, leider nicht mehr an Einzelheiten erinnern :-(.

  6. #6 Sebastian
    20. Februar 2013

    Schade, dass das nicht die echten Farben sind. Heißt das, dass eine solche Wolke in Wirklichkeit unsichtbar ist? Also unsichtbar für das menschliche Auge?

  7. #7 Kallewirsch
    20. Februar 2013

    Also unsichtbar für das menschliche Auge?

    unsichtbar nicht.
    Aber die meisten Dinge am Himmel sind für das blosse Auge ziemlich unspektakulär. Wer durch ein Teleskop blickt und dort die Farbenpracht erwartet, die er von diversen Bildern kennt, ist meistens sehr enttäuscht.

    Die Farben hier auf den Bildern haben ja einen Grund.
    Erstens gibt es für Röntgenstrahlung keinen Erfahrungswert als Farbe. Welche Farbe hat Röntgenstrahlung? Kann man so nicht sagen, aber man kann die Röntgenstrahlung in eine Farbe ‘übersetzen’. Selbiges für andere Wellenlängenbereiche.
    Der sichtbare Bereich, also den Teil des Spektrums, den wir mit unseren Augen direkt wahrnehmen können, hat zwar auch seine Berechtigung, aber oft sind die wirklich interessanten physikalischen Phänomäne an Emissionen in einem Wellenlängenbereich gekoppelt, der für uns direkt nicht zugänglich ist. Oder dieser Wellenlängenbereich hat Eigenschaften (zb. kann eine Staubwolke durchdringen, was sichtbares Licht so nicht kann), die sie alleine schon wegen dieser Eigenschaft viel interessanter als sichtbares Licht machen.

  8. #8 Alderamin
    20. Februar 2013

    @Sebastian

    Heißt das, dass eine solche Wolke in Wirklichkeit unsichtbar ist? Also unsichtbar für das menschliche Auge?

    Nein, schau’ Dir mal z.B. diese Aufnahme eines Supernova-Überrests an, das sind echte Farben.

    Das bloße Auge ist allerdings nicht empfindlich genug, bei sehr lichtschwachen Objekten Farben wie dieses Rot zu erkennen. Erst die lange Belichtungszeit einer Kamera zeigt die Farben. Im Teleskop erscheint der obige Krebsnebel nur als farbloses Wölkchen, bei dem Supernova-Überrest in Florians Artikel wird das ähnlich sein, wenn man denn ein Teleskop hat, das groß genug ist, ihn überhaupt sichtbar zu machen.

    Man verwendet die Falschfarben, um die Struktur besser zu erkennen (insbesondere wenn man Wellenängen mit einfließen lässt, die das menschliche Auge gar nicht sehen kann). Ein paar schöne Beispiele des obigen Krebsnebels mit verschiedenen Farbgebungen findet man z.B. hier.

  9. #9 Kallewirsch
    20. Februar 2013

    Was ich noch hinzufügen bzw. besser herausarbeiten wollte.

    Es ist ja nicht so, dass man da einfach hergeht und irgendwelche Bilder nach dem Muster “schaun wir mal” kombiniert.
    Gerade in der professionellen Astronomie geht der Weg ja umgekehrt. Am Anfang steht eine Fragestellung. Hier war es wohl die Fragestellung “Wie verteilen sich die Elemente in der Wolke”. Und danach wählt man dann aus den verfügbaren Gerätschaften die aus, die man am besten dazu brauchen kann, weil sie eindeutig sind. Eisen würde man natürlich auch auf einem Bild im normalen sichtbaren Wellenlängenbereich sehen. Tun wir ja alle Tage. Aber: So einfach ist das ja auch wieder nicht. Aus 10 Meter Entfernung kann man nicht mehr so einfach sagen, ob das jetzt Eisen oder Aluminium oder Titan ist. D.h. man geht auf eine spezifische Wellenlänge, in der man dann nur Eisen zu Gesicht bekommt.

    Machen wir ja auch nicht anders. Wenn die Fragestellung lautet “Wie gut ist ein Haus gedämmt”, dann benutzen wir einen Film, der für Infrarot empfindlich ist, weil wir dort die Fragestellung mit einem Bild beantworten können. Das heißt aber nicht, dass das Haus oder die Fenster prinzipiell unsichtbar wären. Es bedeutet nur, dass sichtbares Licht zur Beantwortung dieser Fragestellung nicht sondernlich gut geeignet ist.

    Und hier ist die Sache nicht anders. Am Anfang stand nicht die Absicht ein schönes Bild zu produzieren, sondern am Anfang stand eine Fragestellung. Das dieses Bild dann im Nachhinein auch noch schön aussieht und Betrachter weltweit erfreut ist ein angenehmer Nebeneffekt. Aber er ist ja nicht Hauptzweck dieses Bildes.

  10. #10 Tom
    Karlsruhe
    20. Februar 2013

    http://www.zeit.de/zeit-wissen/2013/02/Erdmagnetfeld

    Auch wenn es nicht zum Thema passt, was denken sie über die in dem Artikel geschilderten Fakten?

  11. #11 Thomas
    20. Februar 2013

    Hi Florian,
    Du schreibst ja gerne gegen alle möglichen verrückten Ideen, die den Weltuntergang heraufbeschwören.
    Gestern nun las ich über das instabile Higgs-Boson, was sehr interessant war. Interessanterweise blieb das Medien-Echo (bisher) erstaunlich gering. Schließlich geht es ja in ein paar Mrd. Jahren um den Untergang des Universums – Hast Du mehr Informationen und kannst Du darüber einen Artikel schreiben, da Du m.E. klasse und fundiert erklären kannst. Das wäre super!

  12. #12 Alderamin
    20. Februar 2013

    @Tom

    Frag’ doch unter diesem Artikel (nachdem Du ihn gelesen hast).

  13. #13 Florian Freistetter
    20. Februar 2013

    @Tom: “was denken sie über die in dem Artikel geschilderten Fakten?”

    Was genau möchtest du wissen? In dem Artikel wird beschrieben, wie Geophysiker das Magnetfeld der Erde untersuchen und über Umpolungen spekulieren. Nichts davon ist neu, nichts davon ist dramatisch und nichts davon passt zum Thema “Schwarze Löcher”. Hier passt es besser hin: http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2010/09/21/2012-der-spontane-polsprung-und-die-sonnenaktivitat-immer-noch-kein-weltuntergang/

  14. #14 Florian Freistetter
    20. Februar 2013

    @Thomas: “Gestern nun las ich über das instabile Higgs-Boson, was sehr interessant war. Interessanterweise blieb das Medien-Echo (bisher) erstaunlich gering. Schließlich geht es ja in ein paar Mrd. Jahren um den Untergang des Universums”

    Naja, in ein paar Milliarden Jahren ist auch die Erde definitiv unbewohnbar. Trotzdem schreiben die Medien nicht täglich aufgeregte Meldungen darüber. Das gilt umso mehr, wenn es um Teilchenphysik geht. Da gibt es Unmengen an Hypothesen die alles mögliche beschreiben. Was die Higgs-Sache angeht: Das ist natürlich KEIN endgültiges Forschungsergebnis; das ist nicht mal ein vorläufiges Ergebnis. Das ist eine Hypothese unter vielen. Und selbst die sagt nicht voraus, dass das Universum in ein paar Milliarden Jahren zerstört wird. Nur das die Möglichkeit besteht und das diese Möglichkeit SEHR weit in der Zukunft liegt.

    “und fundiert erklären kannst. “

    Da muss ich dich leider an einen Teilchenphysiker verweisen. Wenn du da einen komplett grundlegende Erklärung haben willst, müsste man ganz am Anfang anfangen und das geht über das hinaus was ich in diesem Blog machen kann. Ich bin Astronom und kein Teilchenphysiker und mir fehlt leider die Zeit, um so gut Teilchenphysik zu lernen, um die entsprechenden Fachartikel zu verstehen. Vielleicht finde ich noch ein paar Quellen, mit denen ich mehr anfangen kann – bis jetzt kenne ich ja nur den Spiegel-Artikel und der ist als Quelle sowieso nicht brauchbar.

  15. #15 Andreas
    20. Februar 2013

    In welche Richtung geht eigentlich die Rotationsachse auf dem Bild? Von links oben nach rechts unten?

  16. #16 Thomas
    20. Februar 2013

    @Florian:
    Nun ja, okay. Aber zumindest weit fundierter als die Mehrheit. Insbesondere schätze ich Deine Fähigkeit zur Komplexitätsreduzierung. – Und ja, klar interessiert das die Erdbewohner dann nicht mehr so, da wir bis dahin verdampft sein werden und das Uniserum an sich ein ziemlich trister Ort für einen Beobachter sein wird. Spannend ist das Thema aber alle mal. – Jedenfalls vielen Dank für Deine Antwort! 🙂

  17. #17 Stefan
    20. Februar 2013

    Hallo Florian, du hast oben einmal W94b geschrieben. Ich denke, du meinst stets W49B, oder?

  18. #18 Florian Freistetter
    21. Februar 2013

    @Stefan: Danke!