Unsere Milchstraße ist nicht einfach nur ein Haufen von Sternen. Also im Prinzip schon – aber diese Ansammlung von etwa 300 Milliarden Sonnen hat durchaus Struktur. In verschiedenen Regionen unserer Galaxie herrschen unterschiedliche Bedingungen und der größte Unterschied besteht zwischen der Scheibe und dem Bulge.

Ganz vereinfacht kann man sich die Milchstraße wie eine flache Scheibe vorstellen, in deren Mitte ein Kugel eingebettet ist. Die Scheibe hat einen Durchmesser von circa 100.000 Lichtjahren und ist knapp 3000 Lichtjahre dick. Die Kugel in der Mitte, der Bulge, hat einen Durchmesser von etwa 16.000 Lichtjahren. Unsere Sonne befindet sich in der Scheibe, ungefähr 26.000 Lichtjahre vom Zentrum und dem Bulge entfernt. In den Städten der Erde wollen viele Menschen gerne im Zentrum wohnen und nicht irgendwo abseits. In der Milchstraße können wir aber froh über unseren Platz in den “Vororten” sein. Denn ein Planet irgendwo im Bulge wäre wesentlich ungemütlicher als unsere Erde. Es könnte auch schwer sein, überhaupt einen Planeten zu finden, selbst einen, der ungemütlich ist: Amerikanische Astronomen haben kürzlich die Häufigkeit von Planeten im Bulge der Milchstraße untersucht und sind zu keinem sehr optimistischen Befund gekommen.

Künstlerische Darstellung der Milchstraße mit Scheibe (außen) und dem hellen Bulge in der Mitte (Bild: Mark Garlick, public domain)

Künstlerische Darstellung der Milchstraße mit Scheibe (außen) und dem hellen Bulge in der Mitte (Bild: Mark Garlick, public domain)

In der Scheibe der Milchstraße sind die Sterne vergleichsweise weit voneinander entfernt. Proxima Centauri, der sonnennächste Stern, ist 4,2 Lichtjahre weit weg – unsere Sonne hat also genug Platz für ihre Planeten und all die anderen kleinen Himmelskörper, die sie umkreisen. Im Bulge sieht die Sache ganz anders aus. Hier stehen die Sterne wesentlich dichter beieinander. Das würde zwar für einen spektakulären Blick auf den Nachthimmel sorgen – anstatt weniger kleiner Lichtpunkte mit viel Dunkelheit dazwischen würde man dort unzählige hell leuchtende Sphären verschiedenster Größe und Farbe sehen – aber einem auch nicht viel Zeit lassen, die Schönheit zu genießen. Die Menge an kosmischer Strahlung, die von den Sternen erzeugt wird, macht die Gegend ziemlich ungesund für uns Menschen. Supernova-Explosionen sind in der spärlich besiedelten Scheibe nur für ein paar nahe Nachbarn des sterbenden Sterns verheerend. Im Bulge dagegen stehen die Sterne so dicht, dass die Zerstörung eines davon negative Auswirkungen auf eine große Menge Sterne in der Umgebung hat. In der Scheibe kommt es extrem selten vor, dass sich zwei Sterne wirklich nahe kommen. Im Bulge dagegen sind solche nahe Begegnungen zwischen Sternen mit all ihren gravitativen Störungen wesentlich häufiger.

Das galaktische Zentrum ist also ein unruhiger, ungemütlicher und lebensfeindlicher Ort. Ein Ort, an dem es nicht nur unwahrscheinlich ist, das dort Leben auf Planeten enstehen kann, sondern auch ein Ort, an dem Planeten selbst viel seltener entstehen könnten. Denn damit sich Planeten um einen Stern herum bilden können, braucht es die richtigen Bedingungen und das richtige Material. Wenn ein Stern entsteht, muss danach eine ausreichend große Scheibe aus Gas und Staub übrig bleiben, in und aus der sich Planeten bilden können. Das ist in der Scheibe normalerweise kein Problem. Im Bulge können Supernova-Explosionen oder nahe Begegnungen zwischen Sternen aber dafür sorgen, dass das Material der Staub- und Gasscheibe schnell verschwindet. Auch die Zusammensetzung des Materials unterscheidet sich, da es von der Art und Häufigkeit der Supernova-Explosionen und der Menge der kosmischen Strahlung beeinflusst wird.

Kurz gesagt: In unterschiedlichen Regionen der Milchstraße herrschen komplett unterschiedliche Bedingungen was die Planetenentstehung angeht. Wie die sich aber konkret auswirken, ist noch nicht völlig verstanden. Je nach Abstand zum galaktischen Zentrum könnten unterschiedliche Arten von Planeten bzw. Planeten generell in unterschiedlicher Häufigkeit entstehen. Wenn wir in den nächsten Jahren (unter anderem dank der GAIA-Mission) einen halbwegs brauchbaren Überblick über die planetare Population unserer Milchstraße bekommen, werden wir mehr darüber wissen. Aber auch jetzt kann man schon ein paar gute Hinweise bekommen.

Matthew Penny von der Ohio State University und seine Kollegen haben in einer kürzlich veröffentlichten Arbeit (“Is the Galactic bulge devoid of planets?”) einen interessanten Ansatz verfolgt. Sie haben die Technik des Mikrogravitationslinseneffekts benutzt, um mehr über die Anzahl der Planeten im Bulge der Milchstraße zu erfahren. Das Konzept der Gravitationslinse ist eigentlich simpel: Seit Albert Einstein wissen wir, dass Masse den Raum krümmt und Lichtstrahlen der Krümmung des Raums folgen. Große Massen können also den Weg eines Lichtstrahls verändern, genau so wie es die Elemente eines optischen Instruments tun. Gravitation kann wie eine Linse wirken und Dinge sichtbar machen, die sonst nicht zu sehen werden. Stellen wir uns vor, wie beobachten einen ganz normalen Stern. Diese “Quelle” sendet Licht in alle Richtungen aus und ein Teil davon trifft die Erde, wo es von den Astronomen beobachtet werden kann. Nun kann es vorkommen, dass sich irgendwo zwischen uns und der Quelle ein weiterer Himmelskörper – zum Beispiel ein weiterer Stern; es kann aber auch ein Planet sein – durch unser Sichtfeld schiebt. Diese “Linse” verzerrt nun den Raum und lenkt einen Teil der Strahlung der Quelle zu uns, der uns normalerweise nicht erreichen würde: Das Licht der Quelle wird kurzfristig heller.

Die Galaxie NGC 4565 in der Seitenansicht - der runde Bulge in der Mitte ist gut zu erkennen  (Bild: ESO)

Die Galaxie NGC 4565 in der Seitenansicht – der runde Bulge in der Mitte ist gut zu erkennen (Bild: ESO)

Das ist der Mikrogravitationslinseneffekt und er wurde in der Vergangenheit schon erfolgreich eingesetzt, um Planeten bei anderen Sternen zu entdecken. Denn wenn die Linse aus einem Stern besteht, der von einem Planeten umkreist wird, können beide den Raum verzerren und so zu einer ganz charakteristischen Veränderung des Lichts der Quelle führen. Natürlich muss man Glück haben, wenn man so ein Ereignis beobachten will. Aber man kann dem Glück ein wenig nachhelfen, wenn man möglichst viele Quellen, also Sterne, beobachtet. Und wenn es irgendwo viele Sterne auf einem Haufen gibt, dann im Bulge! Sucht man bei Sternen des Bulges nach einem Mikrogravitationslinseneffekt, hat man nicht nur gute Chancen, Planeten zu entdecken. Man kann vor allem auch Planeten entdecken, die sich irgendwo zwischen Bulge und der Erde befinden. Die Linsen können nicht nur wie die Quellen im Bulge selbst sein, sondern irgendwo dazwischen. Der Mikrogravitationslinseneffekt bietet also eine wunderbare Möglichkeit, Planeten in unterschiedlichen Abständen zum Bulge zu entdecken und herauszufinden, ob es da irgendwelche interessanten Unterschiede gibt.

Im Prinzip zumindest. Denn wenn man damit auch feststellen kann, ob es irgendwo Planeten gibt, ist es doch ziemlich knifflig zu bestimmen, wie weit entfernt sich der Planet bzw. der Stern den er umkreist befindet. Die Beobachtung des Mikrogravitationslinseneffekts gibt darüber keinen direkten Aufschluss; diese Information muss mit anderen Methoden gewonnen oder abgeschätzt werden und die sind nicht immer genau. Aber das heißt nicht, das man gar nichts heraufinden kann. Matthew Penny und seine Kollegen haben sich dem Problem mit einer Computersimulation genähert. Sie haben ein Modell entwickelt, dass die Entstehung von Planeten in verschiedenen galaktischen Regionen simuliert und einerseits Annahmen enthält, wie gut sich Planeten mit dem Mikrogravitationslinseneffekt detektieren lassen; andererseits aber auch deren Entfernungen berücksichtigt. Mit diesem Modell lässt sich vorhersagen, was man beobachten können sollte – was sich dann mit dem vergleichen lässt, was man bis jetzt tatsächlich beobachtet hat. Das ist noch nicht enorm viel; die Datenbank die Penny und seine Kollegen benutzt haben, enthält 31 durch den Mikrogravitationslinseneffekt entdecke Planeten. Aber es reicht, um ein paar interessante Aussagen machen zu können.

Dieses Diagramm aus der Arbeit zeigt, wie so ein Vergleich aussehen kann:

Die grauen Balken im oberen Bild bzw. die schwarze Linie im unteren Bild gibt die beobachtete Anzahl von detektierten Planeten bei einem gewissen Abstand von der Erde ab. Die rote Linie zeigt, was laut Modell zu erwarten wäre (und die gelbe, was das Modell für Planeten nur in der Scheibe vorhersagt). Man erkennt gut, dass Modell und Beobachtung nicht übereinstimmen. Penny und seine Kollegen haben genau analysiert, welche Gründe es dafür geben könnte. Der Unterschied lässt sich zum Verschwinden bringen, wenn man das Modell anpasst, so dass im galaktischen Bulge deutlich weniger Planeten entstehen als in der Scheibe. Man muss den Faktor der Planetenentstehung um mehr als die Hälfte verringern, um die Kurven in Einklang zu bringen.

Das könnte bedeuten, dass Planeten im Bulge tatsächlich viel seltener sind in der Scheibe. Penny und seine Kollegen weisen aber auch darauf hin, dass andere Interpretationen möglich und vermutlich auch wahrscheinlicher sind. Die Entfernungsbestimmung der bekannten Planeten ist nicht sehr exakt und es würde reichen, sie bei einigen wenigen Sternen/Planeten zu korrigieren, um Modell und Beobachtung besser übereinstimmen zu lassen. Und natürlich ist es immer möglich, dass die Realität der Planetenentstehung im Modell ungenau abgebildet wurde. Wir lernen immer noch ständig neues über die Bildung von Himmelskörpern und wissen nicht immer, wo man die Dinge gefahrlos vereinfachen kann und wo nicht. Aber immerhin haben Penny und seine Kollegen demonstriert, dass man mit einem Modell wie dem ihren prinzipiell in der Lage ist, die Beobachtungsdaten zu interpretieren und abzugleichen um so einen Überblick über die unterschiedlichen Populationen der Planeten in unserer Milchstraße zu gewinnen.

Wenn wir in den nächsten Jahren immer mehr konkrete Daten sammeln, werden Modell dieser Art immer wichtiger werden. Und irgendwann werden wir auch verstehen, wie sehr sich das galaktische Zentrum wirklich von den ruhigen Vororten der Milchstraße unterscheidet.

Kommentare (42)

  1. #1 Theophil
    13. Januar 2016

    Florian, was würdest du sagen, wie viele der 300 Mrd. Sterne sich in der Bulge und wie viele in der Scheibe befinden?

  2. #2 Florian Freistetter
    13. Januar 2016

    @Theophil: Also der Bulge hat eine geschätzte Masse von 180 Milliarden Sonnenmassen. Also ca. 180 Milliarden Sterne…

  3. #3 Theophil
    13. Januar 2016

    Danke dir.

  4. #4 schlappohr
    13. Januar 2016

    Ist ein bisschen Offtopic, aber ich habe vor langer Zeit mal ein Bild gesehen von einer Galaxie, in deren Bulge die Sternendichte so hoch war, sich wohl so eine Art Supernova-Kettenreaktion gebildet hat (wenn ich mich richtig erinnere). Es sah aus, als würde der ganze Galaxienkern explodieren. Weiß jemand etwas darüber? (um ehrlich zu sein, es ist durchaus möglich, dass ich mir das aus einem SF-Comic zusammenphantasiere, den ich in meiner Jugend gelesen habe. Es ist ziemlich lange her)

  5. #5 Alderamin
    13. Januar 2016

    @schlappohr

    Vermutlich meinst Du die Starbust-Galaxie M 82.

    @Florian

    Supernova-Explosionen sind in der spärlich besiedelten Scheibe nur für ein paar nahe Nachbarn des sterbenden Sterns verheerend. Im Bulge dagegen stehen die Sterne so dicht, dass die Zerstörung eines davon negative Auswirkungen auf eine große Menge Sterne in der Umgebung hat.

    Mal abgesehen von M 82, ist es in der Milchstraße nicht so, dass im Bulge die ältesten, roten Sterne fast die gesamte Population ausmachen? Das würde Supernovae auf den Typ Ia und ihre Anzahl insgesamt stark beschränken. Die Sternentstehung und junge Sterne findet man doch eher in den Spiralarmen, weswegen die auf Fotos wie dem ersten oben immer so blau gefärbt erscheinen.

    Als Röntgen- und Gammquellen würde ich da eher alte Sternreste erwarten.

  6. #6 Herr Senf
    13. Januar 2016

    Es gibt heute noch einen Beitrag über die 3D-Bulge
    http://arxiv.org/pdf/1601.02839.pdf dort steht:
    “… the mass of the bulge must be close to 1/5 …”,
    damit wären wir bei 60 Mrd Sternen.

  7. #7 mirko
    13. Januar 2016

    Ich bin gerade etwas verwirrt.
    Bisher habe ich von der hier beschriebenen Methode zur Entdeckung von Planeten immer genau andersherum gelesen: Ein Planet zieht vor einem Stern vorbei und verdunkelt ihn dabei minimal.
    Ist das jetzt falsch? Und falls nicht: Wann ist das eine (Stern erscheint durch Bedeckung dunkler), wann das andere (Stern erscheint durch Mikrogravitationslinseneffekt heller) korrekt?

  8. #8 JoselB
    13. Januar 2016

    @mirko: Wenn ich die Sache richtig verstanden habe, dann wird bei einem Mikrogravitationslinseneffekt Licht nur minimal abgelenkt. Damit in so einem Fall ein Effekt entsteht muss zwischen der Linse und dem beobachteten Objekt ein großer Abstand herschen und das Objekt muss nicht direkt hinter dem die Linse verursachenden Planeten sein sondern nur hinter dem verzerrten Raumbereich, wobei direkt dahinter der Effekt am stärksten sein dürfte. Da die Linse größer als der Planet ist, überwiegt die Bündelung die Abdunklung und der Stern wirkt heller.

    Bei einer Bedekung steht der Planet direkt vor dem eigenen Stern, wobei der Linseneffekt noch keine Rolle spielt und somit der Planet lediglich

    Du kannst dir das in etwa wie eine Lupe vorstellen. Liegt die Lupe direkt auf dem Tisch, so schattet sie lediglich das Licht von der Lampe etwas ab. Entfernt man sie allerdings langsam vom Tisch so bündelt sie das Licht und der Bereich in der Mitte hinter der Lupe wird heller. Im optimalem Abstand zwischen Licht, Lupe und Tisch gibt es schließlich einen einzelnen hellen Punkt.

  9. #9 JoselB
    13. Januar 2016

    … und somit der Planet lediglich den Stern abdunkelt.

  10. #10 Till
    13. Januar 2016

    @mirko: Dunkler wird der Stern, wenn der Planet direkt vor seinem eigenen Stern vorbeizieht und diesen teilweise verdeckt. Das nennt man Transit und ist die bei weitem Erfolgreichste Methode zur Planetenentdeckung.

    Der Gravitationslinseneffekt wirkt nicht von dem Planeten auf seinen eigenen Stern, sondern von dem Planeten (genauer gesagt von dem Planeten gemeinsam mit seinem Stern) auf einen Stern im Hintergrund. Das liegt daran, dass die “Brennweite” der Gravitationslinse bei Planeten und Sternen sehr lang ist und daher nur Licht von Sternen gebündelt wird, die weit (Lichtjahre) hinter der Gravitationslinse liegen. Es wird auch nicht direkt der Effekt des Planeten gemessen, sondern der Einfluss den der Planet auf den Gravitationslinseneffekt seines Sterns hat. Man kann sich das so vorstellen, als wäre da ein kleiner Knubbel (=Planet) auf der Linse (=Stern), der das Bild verzerrt.

    Ich vermute, dass die Autoren dieser Studie Planeten benutzt haben, die per Gravitationslinseneffekt entdeckt wurden, weil die Messungen von Gravitationslinseneffekten bereits über weite Teile des Himmels erfolgt sind. Im Gegensatz dazu wurden Transitmessungen bisher nur mit zwei Weltraummissionen (Kepler und COROT) durchgeführt, die beide nur einen sehr kleinen Ausschnitt des Himmels beobachten konnten (und trotzdem bereits mehrere tausend Planeten entdeckt haben), weil Sterne für die Transitmethode über einen längeren Zeitraum kontinuierlich beobachtet werden müssen.

  11. #11 Till
    13. Januar 2016

    @JoselB Da warst Du wohl schneller 😉

  12. #12 vortex
    13. Januar 2016

    Hat man eigentlich eine Vorstellung ob und wie ein Materialaustausch zwischen Bulge und dem Rest der Scheibe stattfinden könnte? Müssten da nicht die umliegenden Regionen ständig “frische” Materie nachgeliefert bekommen, grade weil es im Bulge so chaotisch zugeht? Vor allem in den Grenzgebieten wäre es doch denkbar, dass zumindest durch diverse Strahlung und eventuellen Materiezuwachs besonders interessante/vielfältige Systeme enstehen?

  13. #13 JoselB
    13. Januar 2016

    @Till: Du dafür aber ausführlicher

  14. #14 Higgs-Teilchen
    Im Standardmodell oben rechts
    13. Januar 2016

    “Matthew Penny”

    Hmm, woran erinnert mich der Name bloß?

    (knock, knock, knock) Penny? (knock, knock, knock) Penny? (knock, knock, knock) Penny?

  15. #15 mirko
    13. Januar 2016

    @ JoselB & Till:
    Danke für die Erklärung. (Ich war davon ausgegangen, dass beide Objekte sich in einem System befänden.)

  16. #16 rolak
    13. Januar 2016

    wie eine flache Scheibe vorstellen, in deren Mitte ein Kugel eingebettet ist

    Meine erste Assoziation

  17. #17 Florian Freistetter
    13. Januar 2016

    @rolak: “Meine erste Assoziation”

    Eine Katze mit ner Mandarine? Wenn dir das als erstes bei der Beschreibung einer Galaxie einfällt, wäre vielleicht ein Besuch beim Arzt angebracht 😉

  18. #18 rolak
    13. Januar 2016

    bei der Beschreibung einer Galaxie

    Nicht doch, Florian, nur ‘bei der Beschreibung’. Und bei Arzt/Ärztin war ich die Tage mehr als genug, wenn auch nicht wg meiner Phantasie ;‑)

  19. #19 Norbert
    Berlin
    13. Januar 2016

    Hey rolak,
    das ist der Beweis:
    Schrödingers Katze lebt

  20. #20 Braunschweiger
    13. Januar 2016

    Also, eine Galaxie könnte man sich vorstellen als beidseitiges Spiegelei… da gehe ich mit. In der Mitte das fruchtbare Zentrum, und außenrum das “sonstige” Material — farblich scheints auch zu passen.

  21. #21 DasKleineTeilchen
    terra
    14. Januar 2016

    ziemlich OT, aber ich wollte mal auf (sofern eh nicht schon an anderer stelle erwähnt) die ziemlich grandiose neue SF-serie des SyFy-channel (die trash-jahre scheinen vorbei) “The Expanse” hinweisen:

    https://en.wikipedia.org/wiki/The_Expanse_%28TV_series%29

    ich hab die bücher nicht gelesen, aber die serie ist bis jetzt (erste staffel, bis dato 6 folgen) n ganz schöner knaller. gutes setdesign, hervorragende darsteller, gute dialoge, effekte top-notch. lohnt sich.

  22. #22 DasKleineTeilchen
    terra
    14. Januar 2016

    hier der pilot, offiziell(!) von SyFy in voller länge als promo auf youTube:

  23. #23 DasKleineTeilchen
    terra
    14. Januar 2016

    tschuldige FF; mir war nicht klar, daß video-links hier gleich automatisch im kommentar eingebunden werden, den pilot findet man in der duGlotze ja auch so.

  24. #24 Artur57
    14. Januar 2016

    Mal Frage: ist da nicht eine zeitliche Entwicklung zu sehen? Junge Galaxien beginnen meiner Beobachtung nach immer ganz flach (wobei sich dann fragt, woher diese einen einheitlichen Drehimpuls haben). Dann im Lauf der Zeit bildet sich ein Bulge und wie wir wissen, im gleichen Zeitraum ein Schwarzes Loch. Alte Galaxien sind dann “elliptische” Galaxien mit einem riesigen Schwarzen Loch und außen herum nur noch Bulge, also Sterne auf chaotischen Bahnen.

    Das hieße, dass sich die Galaxis im Lauf der Zeit auf das Zentrum zu bewegt. Da kommen sich im Zentrum die Sonnen dann immer näher und werfen sich gegenseitig aus ihren Bahnen, auch in der dritten Dimension. Dass sie sich dabei gegenseitig ihre Planeten entreißen und diese entsprechend selten sind, verwundert nicht.

    Aber warum wandert die Galaxis in die Mitte? Ich hätte da was: Das Schwarze Loch kann die kinetische Energie der hereinfallenden Materie nur in Drehimpuls umwandeln, eine andere Möglichkeit hat es nicht. Das bewirkt nun, dass sich seine Ränder sehr nahe an der Lichtgeschwindigkeit bewegen und dann haben wir – ja – relativistische Massenzunahme. Wir werfen ein Kilo Materie in Schwarze Loch und seine schwere Masse nimmt um 10 Kilo zu. Das kann durchaus sein. Dann zeiht es die Galaxis ein kleines Stück in seine Richtung.

    Ich weiß, ich sollte keine Privattheorien entwerfen. Habe mir heute aber eine Ausnahme erlaubt. Der Däniken durfte ja auch.

  25. #25 DasKleineTeilchen
    terra
    14. Januar 2016

    @Artur57:

    these, arthur, privathypothese…

    *scnr*

  26. #26 Alderamin
    14. Januar 2016

    @Artur57

    Die geltende Theorie ist, dass Galaxien zunächst als Spiralgalaxien entstehen (wobei auch schon das zentrale Schwarze Loch und der Bulge gebildet werden) und dann zunehmend kleinere Galaxien oder aber einfallendes Gas verschlucken.

    Die Sterne bleiben in einer Spiralgalaxie an ihren ungefähren Positionen (Abstand vom Zentrum). Im Bulge ist die Dichte des Gases zu Beginn am höchsten und die Sternbildungrsate auch, das Gas ist schneller verbraucht oder wird von Supernovae aus dem Bulge herausgeblasen. In den Spiralarmen entstehen neue Sterne langsamer und das Gas reicht länger.

    Wenn zwei große Galaxien verschmelzen, dann kann daraus eine elliptische Galaxie werden. Wenn große Spiralgalaxien kollidieren, dann stoßen nicht die Sterne zusammen, sondern deren Gas, und dies löst verstärkte Sternentstehung aus. Das führt zum gleichen Effekt wie im Bulge einer Spiralgalaxie; daher sind elliptische Galaxien arm an Gas und jungen Sternen.

    Neben dem Spekulieren muss man auch Beobachtungsdaten sammeln, siehe die verlinkten Artikel. Dass die paar Promille Masse, die das zentrale Schwarze Loch Anteil an der Gesamtmasse seiner Galaxie hat, die Sternenbewegung irgendwie beeinflussen könnten, scheitert schon an der dynamischen Überlegungen. Es ist verdammt schwierig, einem Schwarzen Loch aus großer Entfernung nahe zu kommen, wenn man sich auf einer Bahn um das galaktische Zentrum bewegt. Da hat man viel zu viel Bewegungsenergie und Impuls. Die muss man unterwegs an andere Sterne abgeben, dann entfernen diese sich allerdings weiter vom Schwarzen Loch.

  27. #27 Bullet
    14. Januar 2016

    Das Schwarze Loch kann die kinetische Energie der hereinfallenden Materie nur in Drehimpuls umwandeln, eine andere Möglichkeit hat es nicht.

    *ächz*
    Hast du schon mal was von Jets gehört? AGN? Quasare allgemein? Oh, und allgemein: wenn ein Asteroid auf einem atmosphärelosen Mond einschlägt, entsteht da auch ein ziemlich heller Lichtblitz (neben viel glühender gasförmiger und flüssiger wegfliegender Materie). Was meinst du, woher die Energie für diesen Blitz kommt? Richtig: kinetische Energie kann auch in Strahlung umgewandelt werden.

  28. #28 Swage
    14. Januar 2016

    Die Jets sind recht schwer zu übersehen, also “nur” ist in dem Zusammenhang etwas gewagt.

    Natürlich… hat man Messungen angestellt und ja, es ist nicht ungewöhnlich für supermassive Schwarze Löcher nahe Lichtgeschwindigkeit zu rotieren. Kinetische Energie ist mit einfallender Materie mit Sicherheit kein zu unterschätzender Faktor. Diese Dinger sind massiv. Sie sind so massiv das man sogar den Superlativ anwendet. Der Gedanke das derartig massive Objekte solch extreme, sprich: relativistische, Geschwindigkeiten, und zwar am ENDE der Skala (Lorentz-Faktor) erreichen ist einfach unglaublich.

    Ich habe immer irgendwie frame-dragging für unsere Beobachtungen zur Expansion des Universums im Verdacht. Natürlich… sollten sich die Effekte nicht über diese Entfernung auswirken. Nicht so wie wir Physik im Moment verstehen. Da gibt es sicher noch viel zu lernen.

  29. #29 Artur57
    14. Januar 2016

    @ Alderamin

    Möchtest Du damit sagen, dass jede Abweichung von der flachen Galaxienform auf Kollisionen zurückzuführen wäre? Das finde ich so aber nirgends.

    Das Schwarze Loch mag insgesamt nur einen geringen Anteil an der Masse der Galaxis haben, aber im Nahbereich ist die Wirkung keineswegs zu vernachlässigen. Wikipedia weiß:

    “Die Masse des Schwarzen Loches scheint in direkter Beziehung zur Masse des Bulges zu stehen: Je größer die Masse des Bulges umso massereicher das Schwarze Loch.”

  30. #30 Artur57
    14. Januar 2016

    @Bullet

    Ach, der Jet kommt aus dem Inneren des Ereignishorizonts? Das gibt den Nobelpreis, denn bisher dachte man, dass von dort nichts mehr kommen kann.

    Ja, der Asteroideneinschlag erwärmt den Mond, aber hier haben wir ein Schwarzes Loch. Das hat eine definierte Temperatur, die um so näher am Nullpunkt liegt, je größer das Loch ist. Eine Umsetzung in EM-Strahlung ist also nicht möglich.

    Es bleibt: Drehimpuls.

  31. #31 Swage
    14. Januar 2016

    dass von dort nichts mehr kommen kann
    Hmm… jedenfalls scheint man sich nicht mehr ganz so sicher zu sein wie vor ein paar Jahren. Hawking wäre in dem Fall die entsprechende Lektüre. Theoretisch nicht, es handelt sich eher um das was übrig bleibt wenn Materie in den Ereignishorizont hineinstürzt, obwohl ich persönlich damit immer Probleme hatte das rein an der Gravitation fest zu machen. Es heißt ja “RaumZEIT”, also könnte der Vorgang des Stürzens durchaus komplizierter und langwieriger ablaufen als man das auf den ersten Blick meinen möchte. Neil Tyson bezeichnet es als “spaghettification”, obwohl, wenn mich nicht alles täuscht das auch nicht mehr ganz aktuell ist seit Hawking nochmal eine öffentliche Diskussion über Firewalls angestoßen hat. Dann wären da noch Hoyle, bzw. Le Sage (nee, von Korpuskeln halte ich nichts) – das ganze könnte auch noch invertiert sein (Gravitationsschatten, etc).

  32. #32 Captain E.
    14. Januar 2016

    @Artur57:

    Ich fürchte, du begehst da einen kleinen Denkfehler. Du hast nämlich vergessen, dass die Materie, die sich durch gegenseitige Reibung aufheizt und dadurch zerstrahlt ebenso wie die Jets ja tatsächlich niemals im Schwarzen Loch ankommt. Trotzdem wird dadurch ein Teil der Energie, die in dieser Materie steckt, vom Gesamtsystem Schwarzes Loch & Akkretionsscheibe abgestrahlt, und das ist hier das Entscheidende.

  33. #33 vortex
    14. Januar 2016

    @DasKleineTeilchen

    Finde die Serie persönlich nicht so gut. Hab nach der 3. Folge etwas enttäuscht aufgehört.

  34. #34 Alderamin
    14. Januar 2016

    @Artur57

    Möchtest Du damit sagen, dass jede Abweichung von der flachen Galaxienform auf Kollisionen zurückzuführen wäre? Das finde ich so aber nirgends.

    Nein, wie in dem ersten Link in #26 zu lesen ist, können kleine elliptische Galaxien auch direkt entstehen, das habe ich übersehen, aber die großen elliptischen entstehen durch Kollision von großen Spiralgalaxien. Es hängt wohl davon ab, mit wieviel Gas und Drehimpuls eine kleine Galaxie entsteht, ob sie eine flache Spirale wird oder ob es bei einem nackten Bulge (aka elliptische Zwerggalaxie) bleibt.

    Das Schwarze Loch mag insgesamt nur einen geringen Anteil an der Masse der Galaxis haben, aber im Nahbereich ist die Wirkung keineswegs zu vernachlässigen.

    Ja, aber so nahe kommt man doch gar nicht an das Schwarze Loch heran. Z.B. ist die Sonne mit über 200 km/s um die Galaxis im Orbit, diese Geschwindigkeit muss sie komplett loswerden, um dem Zentrum der Milchstraße auch nur nahe zu kommen. Wie es immer heißt: Schwarze Löcher sind keine Staubsauger. Die haben halt die Schwerkraft von so-und-soviel (Millionen) Sonnenmassen auf engstem Raum. In der Ferne wirken ihrer Schwerkraft nicht anders, als die einer entsprechenden Menge an Sternen, und die ist im Promillebereich im Vergleich der Masse der Sterne in einer Galaxie, die ohnehin schon vorhanden sind und mit ihrer Schwerkraft aufeinander wirken. Die gewaltigen Gezeitenkräfte und dergleichen bestehen nur in unmittelbarer Nähe des Schwarzen Lochs, ein paar (10, 100) AU von ihm entfernt.

    “Die Masse des Schwarzen Loches scheint in direkter Beziehung zur Masse des Bulges zu stehen: Je größer die Masse des Bulges umso massereicher das Schwarze Loch.”

    Das ist korrekt und die Ursache davon ist noch völlig offen. Es könnte einerseits sein, dass das Wachstum des Bulge die Größe des mit ihm zusammen entstehenden Schwarzen Lochs bestimmt, weil beide aus dem gleichen Gasvorrat gespeist werden, oder dass das Schwarze Loch das Gas aus dem Bulge herausbläst und damit das Wachstum des Bulges beschränkt. Letzteres hätte dann aber mit dem Strahlungsdruck (Quasar!) zu tun und nicht mit der Schwerkraft.

    Ach, der Jet kommt aus dem Inneren des Ereignishorizonts? Das gibt den Nobelpreis, denn bisher dachte man, dass von dort nichts mehr kommen kann.

    Der größte Teil des Gases, der in ein Schwarzes Loch fallen könnte (ich las mal: 90%), schafft es nie bis zum Ereignishorizont, sondern wird aus der Akrretionsscheibe herausgezoogen und als Jet entlang der Drehachse abgefeuert. Hier im Spiel sind (was Dich eigentlich freuen müsste) die Magnetfelder, die im rotierenden Plasma (freie Protonen und Elektronen in kreisförmiger Bewegung = induziertes Magnetfeld) entstehen (wie Captain E. sagt, durch Kollisionen der Teilchen in der Akkretionsscheibe aufgeheizt und ionisiert; die ist übrigens das, was Quasare so hell [das sind die hellsten Objekte im Universum] leuchten lässt). Auch junge Sterne (T-Tauri-Phase), auf die noch Material aus einer Akkretionsscheibe fällt, haben Jets, oder kollabierende Sternenkerne bei einer Supernova, dazu braucht es eine heiße Akkretionsscheibe, aber kein Schwarzes Loch.

  35. #35 Artur57
    14. Januar 2016

    @Alderamin

    Gut, 90 Prozent der einfallenden Masse werden senkrecht in einem Jet weggeschleudert und sind in unserem Sinne dann verschwunden. Das galaktische Zentrum verliert dadurch ständig an Masse und die weiter außen liegenden Massen müssten dann auf eine etwas größere Umlaufbahn gehen. Soweit klar.

    Aber das würde ja dazu führen, dass außen um das Schwarze Loch herum alsbald ein Lücke klafft und der ganze Prozess hiermit endet. Wir sehen aber, dass diese Lücke ständig wieder aufgefüllt wird und zwar mit Material, das von außen nach innen nachrückt. Es muss also einen Effekt geben, der den ursprünglichen kompensiert.

    Das Loch selbst kann bis 40 Milliarden Sonnenmassen schwer werden. Die müssen zusammen kommen.

  36. #36 Krypto
    14. Januar 2016

    @Artur57:

    Das galaktische Zentrum verliert dadurch ständig an Masse und die weiter außen liegenden Massen müssten dann auf eine etwas größere Umlaufbahn gehen.

    Da musst Du das Wort “etwas” aber extrem hervorheben. Wir reden hier von Massenverlust in kosmohomöopatischen Dosen 😉

    Aber das würde ja dazu führen, dass außen um das Schwarze Loch herum alsbald ein Lücke klafft und der ganze Prozess hiermit endet.

    Zumindest der Prozess, den wir mit AGN´s in Verbindung bringen.

  37. #37 Alderamin
    14. Januar 2016

    @Artur57

    Das galaktische Zentrum verliert dadurch ständig an Masse und die weiter außen liegenden Massen müssten dann auf eine etwas größere Umlaufbahn gehen. Soweit klar.

    Nein, nein, es fallen keine Sterne ins Schwarze Loch (höchstens wenn in der unmittelbaren Umgebung mal einer das Pech hat, bei einer Begegnung mit einem anderen Stern in das Loch geschleudert zu werden, was extrem selten passieren dürfte). Das Schwarze Loch räumt nichts ab, das habe ich doch versucht zu erklären. Es gibt eine Population von Sternen, die ganz friedlich um das Schwarze Loch der Milchstraße herum kreisen, innerhalb ein paar Lichtjahren.

    Das Loch selbst kann bis 40 Milliarden Sonnenmassen schwer werden. Die müssen zusammen kommen.

    Sagittarius A* hat 4 Millionen Sonnenmassen. Viel mehr werden es nicht werden, das Schwarze Loch ist ruhig. Die Supermassiven Schwarzen Löcher wachsen zu Beginn der Galaxienentwicklung und leuchten dann als Quasare. Es gibt keine Quasare mehr innerhalb von einigen Milliarden Lichtjahren. Diese Phase ist vorbei.

  38. #38 Florian Freistetter
    15. Januar 2016

    @Artur47: “ber das würde ja dazu führen, dass außen um das Schwarze Loch herum alsbald ein Lücke klafft und der ganze Prozess hiermit endet. “

    Siehe dazu diese Folge: http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2013/11/22/sternengeschichten-folge-52-was-sind-quasare/

    Genau deshalb ist das schwarze Loch in unserer Milchstraße auch nicht aktiv während wir bei den fernen/jungen Galaxien aktive schwarze Löcher beobachten. Aber wie Alderamin schon richtig festgestellt hat, hat das i.A. nichts mit Sternen zu tun, sondern mit dem ganzen Gas, das sich in Galaxien befindet.

    @Alderamin: Hab gestern meine Post abgeholt. Danke!!

  39. #39 Jens
    Mannheim
    16. Januar 2016

    Der “innere Ring”, direkt am Bulge, könnte vielleicht enger gedrängte Sterne, aber auch ausreichend Planeten bieten.

  40. #40 Florian Freistetter
    17. Januar 2016

    @Jens:“Der “innere Ring”, direkt am Bulge, könnte vielleicht enger gedrängte Sterne, aber auch ausreichend Planeten bieten.”

    Beziehst du dich da auf irgendeine wissenschaftliche Arbeit? Denn je enger die Sterne beieinander liegen, desto schlechter stehen die Chancen für Planeten. Wenn die Sterne sich nahe kommen, werden die Planeten schnell aus dem System geworfen.

  41. #41 bikerdet
    17. Januar 2016

    @ artur57 :

    Ein Vorschlag zur Güte :
    Seit einigen Jahren wird regelmäßig das Zentrum unserer Milchstraße fotografiert, aus diesem Bildern hat man Animationen gemacht, die sehr schön die Bahnen der ( von Alderamin angesprochenen) Sonnen um das SL zeigen.

    Vor kurzem (2014 ? ) ist auch eine Gaswolke unbeschadet um das SL geflogen. Die Wissenschaftler hatten ja gehofft, das sie ins SL fallen würde. Das wäre ein Spektakel wie bei Shoemaker/Levi 9 geworden und hätte unser Wissen stark erweitert. Leider ist die Wolke einfach um’s SL rum und wieder weg aus dem Nahbereich.

    Ich habe keine Links eingefügt, um dem Spamfilter zu entgehen. Aber Google kennt die Seiten ..

  42. #42 Jens
    Mannheim
    17. Januar 2016

    @Florian

    Ich beziehe mich nicht auf eine wissenschaftliche Arbeit, eher ein spontaner Gedanke mit leicht schwärmerischem Einschlag bezüglich möglicher interstellarer Raumfahrt in dem Bereich für eventuelle Planetenbewohner.

    Sagen wir mal, die Sterne wären 1 Lichtjahr voneinander entfernt, dann wären vielleicht – meine unwissenschaftliche Annahme – Planeten ausreichend sicher. Klar, tendenziell wäre die Gefahr für sie größer als in unserer Gegend.

    Ich habe mich halt gefragt, ob es in unserer Galaxie eine Gegend “gesunden Mittelmaßes” zwischen hier und Bulge gibt, in der der Sprung zum nächsten Stern (und dortigen Planeten) leichter gelingen könnte als in unserem ausgefransten Spiralarm.