Was ist ein Mikroquasar? Das ist einfach: Das gleiche wie ein Quasar, nur kleiner 😉 Aber ok, ich erkläre es vielleicht doch lieber etwas genauer. In den 1950ern fand man mit den gerade neu aufkommenden Radioteleskopen jede Menge starke, punktförmige Radioquellen. Als man mit optischen Teleskopen hinsah, fand man aber nichts – höchstens schwache Lichtpunkte. In den 1960ern zeigte sich dann, dass es sich hier nicht um Sterne handelt sondern um wahnsinnig weit entfernte Galaxien. Diese Dinger wurden Quasi stellare Objekte – also “Quasare” genannt. Diese Galaxien haben einen aktiven Kern. Das bedeutet, in ihrem Zentrum befindet sich ein supermassives schwarzes Loch, das von einer Scheibe aus Gas und Staub umgeben ist. Dieses Material fällt in das Loch und dabei entsteht Strahlung, die wir sehen können (u.a. auch Radiostrahlung). Quasare sind also die Kerne von aktiven Galaxien. Genauso gut kann aber auch ein kleineres schwarzes Loch von einer Gas- und Staubscheibe umgeben sein und ähnlich wie ein Quasar strahlen – und das ist dann ein Mikroquasar.

Schwarze Löcher gibts ja in mehreren Ausführungen. Da sind einmal die supermassiven schwarzen Löchern in den Zentren der Galaxien – einige Millionen mal so schwer wie unsere Sonne. Dann gibt es mittelschwere Löcher; einige tausend mal schwerer als die Sonne. Und schließlich stellare schwarze Löcher die nur ein paar dutzend Mal schwerer sind als unser Stern.

So ein stellares schwarzes Loch ensteht, wenn ein großer Stern sein Leben in einer Supernova-Explosion beendet. Und wenn dieser tote Stern Teil eines Doppelsternsystems war, dann wird es interessant. Dann kann es nämlich passieren, dass das neu geborene schwarze Loch von einem ganz normalen Stern umkreist wird. Und wenn dessen Orbit sehr eng ist, kann Material vom Stern ins schwarze Loch fallen. Es bildet sich eine Scheibe um das Loch und es passiert genau das, was auch bei Quasaren passiert – nur eben im Kleinformat.

Und genau so einen Mikroquasar hat das Röntgenteleskop Chandra kürzlich beobachtet. Teleskope, die den hochenergetischen Teil des elektromagnetischen Spektrums sehen können (also Röntgenstrahlen, Gammastrahlen, etc) sind für die Suche nach schwarzen Löchern besonders gut geeignet. Denn die sind zwar tatsächlich “schwarz” – aber das Material, dass in sie hineinfällt erzeugt Strahlung – und die ist besonders gut im hochenergetischen Bereich sichtbar.

Chandra hat sich diesmal die Galaxie NGC 7793 vorgenommen – die ist etwa eine zehn Millionen Lichtjahre weit entfernt. So sieht es dort aus:

i-4a0efb35f9203da5fec01aea72d187d0-ngc7793-thumb-500x280.jpg

Besonders interessant ist der Ausschnitt links oben. Den sieht man rechts nochmal vergrößert – einmal, wie der Bereich im Röntgenlicht aussieht, einmal im sg. “H-Alpha”-Bereich (das ist eine ganz bestimmte Wellenlänge die einer Spektrallinie des Wasserstoff entspricht). Hier ist nochmal das entsprechende Röntgenbild:

i-e257eea30948422e410ad935a3a2ec0c-n7793_xray_labeled-thumb-500x500.jpg

Was man hier sieht ist genau das, was ich oben beschrieben habe – ein extragalaktischer Mikroquasar (über eine mutmaßliche Entdeckung so eines Objekts habe ich ja früher schon mal geschrieben). Ein stellares schwarzes Loch; umkreist von einem normalen Stern und umgeben von einer Scheibe aus Gas und Staub. So ein schwarzes Loch hat natürlich auch ein starkes Magnetfeld und diese Magnetfelder fokussieren die Teilchen und die Strahlung die vom Loch ausgeht so daß zwei “Strahlen” entstehen, die man Jet nennt. Wenn die Jets dann auf das interstellare Gas in der Umgebung des schwarzen Lochs treffen, heizen sie es auf und man kann es sehen. Diese Jets sind gewaltig! Sie haben eine “Blase” im umgebenden Gas erzeugt, die 1000 Lichtjahre groß ist und sich mit etwa einer Million km/h weiter ausdehnt! Man hat bis jetzt noch keine Jets stellarer schwarzer Löcher beobachtet, die stärker gewesen wären also die in NGC 7793. Die neue Beobachtungen zeigen, dass anscheinend bei solchen schwarzen Löchern viel mehr Energie als bisher angenommen in die Jets fließt. Bisher dachte man, dass die meiste Energie über hochenergetische Strahlung abgegeben wird – aber diese Theorie wird man jetzt wohl nochmal überarbeiten müssen.

P.S. Mit diesem Zeug haben Mikroquasare übrigens nichts zu tun…


Kommentare (32)

  1. #1 Christian
    20. Juli 2010

    So etwas möchte ich gerne mal aus der Nähe sehen. Das muß gigantisch aussehen…

  2. #2 Bullet
    20. Juli 2010

    psst … Florian: wiki sagt 10 Mio. LJ.
    Eine Million kam mir etwas komisch vor – zu nah für eine Spiralgalaxie. 🙂

  3. #3 Bullet
    20. Juli 2010

    Jetzt wollte ich mich gerade berichtigen – das sieht ja nicht wirklich wie eine Spiralgalaxie aus – , aber Wiki sagt als morphologischen Typ “SA(s)” an … also doch eine?
    Anyway, ich dachte, in direkter Nachbarschaft gibts nur noch diesen Krümelkram, da kann das nicht hinhauen. 🙂

  4. #4 Ockham
    20. Juli 2010

    So ein schwarzes Loch hat natürlich auch ein starkes Magnetfeld und diese Magnetfelder fokussieren die Teilchen und die Strahlung die vom Loch ausgeht so daß zwei “Strahlen” entstehen, die man Jet nennt.

    Wie genau entstehen denn die Magnetfelder und wie fokussieren sie die Jets?

  5. #5 Florian Freistetter
    20. Juli 2010

    @Bullet: Danke! Da hab ich wohl ne Null übersehen. Hätte mir aber auch auffallen können 🙁

    @Ochkham: Sowas ist z.B. hier für die Pulsare beschrieben: https://de.wikipedia.org/wiki/Pulsar#Aufbau_eines_Pulsars_und_Entstehung_der_gepulsten_Strahlung

  6. #6 MartinS
    20. Juli 2010

    @Florian
    Du sprachst von einem schwarzen Loch und einem Stern. Wo ist der Stern zusehen (wenn er denn überhaupt sichtbar ist)?
    Bis jetzt habe ich immer nur Bilder oder Animationen von Quasaren gesehen, bei denen die Jets rechtwinklig zur Aggregationsscheibe(?) ausgestoßen werden. Wenn ich Dich richtig verstanden habe, dann durchstoßen ‘Deine’ Jets die Gasscheibe. Ich bin verwirrt.

  7. #7 Astrotux
    20. Juli 2010

    @Bullet:

    Jetzt wollte ich mich gerade berichtigen – das sieht ja nicht wirklich wie eine Spiralgalaxie aus – , aber Wiki sagt als morphologischen Typ “SA(s)” an … also doch eine?

    Ja, schau genau hin, am besten beim ESO-Bild, die hellen H-alpha Regionen zeigen die Spiralarme an. Andernfalls -> Brille, oder wenn schon vorhanden -> putzen 😉

    Anyway, ich dachte, in direkter Nachbarschaft gibts nur noch diesen Krümelkram, da kann das nicht hinhauen. 🙂

    Na ja, M31 die Andromedagalaxie und M33 die Triangulumgalaxie würde ich jetzt nicht grad als Krümelkram bezeichnen. Andromeda ist 1 1/2 mal so groß und M33 1/2 so groß wie unsere Milchstraße und nur rund 2,5 Mio Lichtjahre entfernt. Vor der Haustüre sozusagen. Der Rest der lokalen Gruppe sind dann mehr oder weniger große Krümel.

  8. #8 Ockham
    20. Juli 2010

    @ F. Freistetter
    Alle Quellen die ich kenne stellen mehr oder weniger lapidar fest, daß diese Objekte extreme Magnetfelder erzeugen. Diese Version kenne ich seit Jahrzehnten. Die Frage war “wie genau ENTSTEHEN die Magnetfelder?”. Sind Quasare natürliche Magneten oder welche anderen bekannten Prozesse könnten die Magnetfelder erzeugen?

  9. #9 klauszwingenberger
    20. Juli 2010

    @ Ockham:

    Die Magnetfelder der Mikroquasare sind die komprimierten und konservierten Magnetfelder der Sterne, aus denen sie hervorgegangen sind. Sie enthalten ja entweder einen Neutronenstern oder ein stellares schwarzes Loch als Endstadium nach einer SN II. Das steht übrigens auch in dem Pulsar-Link so ähnlich drin.

  10. #10 MartinS
    20. Juli 2010

    @Florian
    Es muss natürlich Akkretionsscheibe heißen.
    Bei Wiki habe ich diese Erklärungen gefunden:
    “Sofern die Akkretionsscheibe über ein starkes Magnetfeld verfügt, wird ein kleiner Anteil des Materiestromes in zwei Teile gerissen und in Bahnen entlang der Feldlinien des Magnetfeldes gezwungen. Anschließend werden beide Ströme senkrecht zur Ebene der Akkretionsscheibe (einer auf jeder Seite) mit relativistischer Geschwindigkeit in die umgebende Galaxie und den weiteren Weltraum abgestoßen.” [Unter ‘Quasar’]
    “Bei schwach ionisierten Scheiben übernehmen die Magnetfelder, die die Ionen unvermeidlich mit sich tragen, eine wichtige Rolle.” und: “Bei den kompakten Objekten (Neutronenstern, Schwarzes Loch, etc.) wird in Akkretionsscheiben genügend potentielle Gravitationsenergie umgesetzt, um die Scheibe hell leuchten zu lassen.”
    [Unter ‘Akkretionsscheibe’]

    Bin ich auf dem richtigen Weg?

  11. #11 Doctor_Mirabilis
    20. Juli 2010

    Haben Sie mir gegenüber nicht versichert, dass an den Jets gar nichts “rätselhaftes” sei? — Das kommt davon, wenn man sich ohne Not und aus falschem Stolz heraus zu apodiktischen Urteilen gegenüber nicht trivialen alternativen Modellen (Wallace Thornhill, Donald E.Scott u.a.) hinreißen läßt. In der Tat, Herr Freistetter: an der Lehrbuchtheorie stimmt etwas nicht. Verstehen Sie unter “Überarbeitung der Theorie”, dass auch ihre Fundamentalannahmen auf den Prüfstand gestellt werden (dürfen)? Denn folgende Frage ist doch aus nur einer theoretischen Sichtweise gar nicht zu entscheiden: sind die rätselhaften Anomolien, die man vorherzusagen nicht im Stande war, Ausdruck einer grundsätzlich adäquaten, aber unvollständigen Theorie oder eines inadäquaten Froschungsparadigmas (“Gravitationsuniversum”), das diese Theorie (dann als Folgefehler) hervorgebracht hat?

  12. #12 Bullet
    20. Juli 2010

    @Astrotux:
    Andromeda ist aber, wie du schon bemerkst, 2,5 Millionen LJ entfernt und nicht nur eine. “In direkter Nachbarschaft” war in diesem Falle gemeint wie “näher als M31”. Und ich glaub, da sind wir uns einig: eine Spirale innerhalb des M31-Radius wäre uns bekannt.
    Aber is ja auch egal – da ist eben eine Null unter den Tisch gefallen und das ist die ganze Erklärung. Ich wollts ja auch gar nicht so weit auswalzen.

  13. #13 Florian Freistetter
    20. Juli 2010

    @Ockham: “Sind Quasare natürliche Magneten oder welche anderen bekannten Prozesse könnten die Magnetfelder erzeugen?”

    Hmm – dort bewegen sich geladene Teilchen… -> Magnetfelder. Ich kann dir jetzt hier keine detailliert Abhandlung über Magnetismus an sich liefern. Dafür fehlt mir die Zeit. Das steht aber auch in jedem Lehrbuch. Einfach mal in der Uni-Bibliothek ein Buch über aktive Galaxien, Quasare, schwarze Löcher o.ä. durchblättern.

  14. #14 Florian Freistetter
    20. Juli 2010

    @Mirabilis: “Haben Sie mir gegenüber nicht versichert, dass an den Jets gar nichts “rätselhaftes” sei?”

    Hab ich – und auch wenn es damals um andere Jets ging stimmt das immer noch.

    “In der Tat, Herr Freistetter: an der Lehrbuchtheorie stimmt etwas nicht”

    Ha – ich habs gewusst das ein paar Cranks wieder auf diesen Satz anspringen 😉 Nur zur Info: wenn die Wissenschaft irgendwas nicht komplett erklären kann, heisst das nicht, das plötzlich alles möglich sein kann.

    “sind die rätselhaften Anomolien, die man vorherzusagen nicht im Stande war”

    Von was reden sie? Welche “rätselhaften Anomalien”??

    However – sie sind mir immer noch eine Erklärung schuldig (keine YouTube-Videos bitte), wie das tolle “elektrische Universum” irgendwas besser erklären kann als es die echte Wissenschaft tut. Bitte auch das hier beachten.

  15. #15 Ockham
    20. Juli 2010

    @ klauszwingenberger
    Der Wiki-Artikel wiederholt nur, was seit langem überall gesagt wird und bezieht sich dabei auf einen Neutronenstern. Allein für Neutronensterne hab ich noch nirgends etwas darüber lesen können, wie die Magnetfelder “eingefroren” werden können. Im diesem Fall geht es jedoch um ein schwarzes Loch. Unnötig zu sagen, daß niemand seine innere Struktur kennt, aber gleichfalls unwahrscheinlich, daß sie allzuviel Ähnlichkeit mit der eines Neutronensternes hat. Was also erzeugt daß Magnetfeld?

  16. #16 Florian Freistetter
    20. Juli 2010

    @Ockham: “Allein für Neutronensterne hab ich noch nirgends etwas darüber lesen können, wie die Magnetfelder “eingefroren” werden können.”

    Was das “einfrieren” von Feldlinien angeht: das kann man nun wirklich nicht so mal nebenbei erklären. Das braucht Hydrodynamik; ein paar Differentialgleichungen – aber es ist auch keine Hexerei. Wie gesagt: einfach mal ein entsprechendes Lehrbuch durchblättern.

  17. #17 Doctor_Mirabilis
    20. Juli 2010

    Ihre unerledigten Hausaufgaben müssen Sie schon selbst erledigen.

  18. #18 Bullet
    20. Juli 2010

    @Ockham:

    Unnötig zu sagen, daß niemand seine innere Struktur kennt, aber gleichfalls unwahrscheinlich, daß sie allzuviel Ähnlichkeit mit der eines Neutronensternes hat.

    Steile These. Wieso?

  19. #19 klauszwingenberger
    20. Juli 2010

    @Ockham:

    Ich meinte diesen Satz aus dem Wiki-Artikel über Pulsare:

    Nach einer Supernova eines massereichen Sternes bleibt in einem heißen, ionisierten Gasnebel ein Neutronenstern zurück. Der Neutronenstern besteht aus einem Teil der Materie des ursprünglichen Sternes (1,44 bis 3 Sonnenmassen) auf kleinstem Raum (Durchmesser um 20 Kilometer). Darüber hinaus behält der gesamte Supernova-Überrest aus Neutronenstern und Gasnebel seinen Drehimpuls bei, und das Magnetfeld des ursprünglichen Sternes wird im Neutronenstern komprimiert

    Und da: https://wapedia.mobi/de/Neutronenstern#4. steht noch eine ganze Menge mehr über Magnetfelder von Neutronensternen.

    Da die Akkretionsscheibe aus bewegtem ionisiertem Material besteht, induziert sie natürlich auch selbst Magnetfelder. Das gilt dann auch für Akkretionsscheiben um SL.

  20. #20 Florian Freistetter
    20. Juli 2010

    @Mirabilis: “Ihre unerledigten Hausaufgaben müssen Sie schon selbst erledigen.”

    Ok – sie können also nicht erläutern, inwiefern das elektrische Universum irgendwas besser erklären kann als die echte Wissenschaft. Dann wissen wir das jetzt auch und können die Diskussion beenden.

  21. #21 MartinS
    20. Juli 2010

    @Ockham
    Wikipedia: Quasare und Akkretionsscheibe und MHD Magnetohydrodynamik (eingefrorene Magnetfelder)
    Viel Erfolg!
    😉

  22. #22 ZielWasserVermeider
    20. Juli 2010

    Das All ist wirklich ein interessanter Ort.
    Ich dachte mal gehört zu haben, daß gerade solche Quasare möglicherweise dazu beigetragen haben, schwere Element zu verteilen oder die Sternenbildung anzuregen.

    Gruß
    Oli

    Apropos Planeten und Neutronensterne:
    Spitzer Space Telescope(Video ist von 2006):
    https://www.spitzer.caltech.edu/video-audio/248-hiddenuniverse001-Planetary-Life-After-Death?autoplay=true&limit=20

  23. #23 Ockham
    20. Juli 2010

    @ klauszwingenberger, F. Freistetter
    Es geht hier um eine Singularität, nicht um einen Neutronenstern.

    @ Bullet
    ? Gehen Sie davon aus das die Beschaffenheit der Materie in einer Singularität identisch ist, mit der eines Neutronensternes?

    @ MartinS
    Darauf wollte ich hinaus. Singularitäten verfügen über keine Magnetfelder. Die Akkretion ist für die Magnetfelder verantwortlich, wobei sich die Frage stellt, wie diese ob des frame-dragging-Effektes derartig hohe Feldstärken erreichen können.

  24. #24 Bjoern
    20. Juli 2010

    @ockham:

    Es geht hier um eine Singularität, nicht um einen Neutronenstern.

    Genauer gesagt geht es um ein schwarzes Loch. Dir ist schon klar, dass ein schwarzes Loch eben nicht nur aus der Singularität besteht, oder?

    Singularitäten verfügen über keine Magnetfelder.

    Schwarze Löcher können elektrisch geladen sein, und sie können rotieren (oder bestreitest du auch das?). Ausserdem sind schwarze Löcher eben nicht nur Singularitäten, sondern ausgedehnte Objekte (alles innerhalb des Ereignishorizontes gehört zum schwarzen Loch). Ein ausgedehntes, geladenes, rotierendes Objekt erzeugt ein Magnetfeld – siehe Maxwellsche Gleichungen.

    Die Akkretion ist für die Magnetfelder verantwortlich, wobei sich die Frage stellt, wie diese ob des frame-dragging-Effektes derartig hohe Feldstärken erreichen können.

    Das Magnetfeld hat wenig bis nichts mit frame dragging in der Akkretionsscheibe zu tun.

  25. #25 MartinS
    20. Juli 2010

    @Bjoern
    Danke für Deine Antwort.
    Waren meine Quellangaben oben den korrekt?

  26. #26 Bullet
    20. Juli 2010

    @Ockham: bekomme ich eine Antwort? Deine Gegenfrage ist keine.

  27. #27 klauszwingenberger
    21. Juli 2010

    @ Ockham:

    Zeigen Sie mir erst mal eine Singularität – und zwar eine reale, nicht eine auf Rechenpapier!

  28. #28 Bullet
    21. Juli 2010

    Danke, Klaus. Das wollt ich noch inzufügen, war dann aber zu faul. Ich könnte mich auch erinnern, wenn jemals jemand eine Singularität gesehen hätte. Ich kann mich erinnern, vor ein paar Monaten in einer SPEKTRUM gelesen zu haben, daß ein paar Physiker eine Methode entwickelt haben, mittels derer man ein schwarzes Loch darstellen könnte, das alle Parameter aufweist, die bis jetzt definitiv bekannt sind – und doch ohne eine Singularität auskommt. Allerdings hab ich den Artikel nur einmal gelesen und offenbar nicht so in allen Einzelheiten verstanden, daß ich ihn immer noch sachlich richtig widergeben könnte.

  29. #29 nihil jie
    21. Juli 2010

    @Ockham

    ein paar infos zur magnetfeldern… vielleicht findest Du hier was interessantes 😉

    magnetische Rotationsinstabilität
    Magnetar
    Schwarzes Loch

    und da gibt es noch viel mehr nach zu lesen. wie wertvoll die infos für jeden einzelnen sind das überlasse ich gerne Euch selbst 😉

  30. #30 Ockham
    21. Juli 2010

    @ klauszwingenberger
    Es gibt keine Singularitäten, aber die Debatte möchte ich hier garantiert nicht führen. Abgesehen davon, ist das mit dem “Zeigen” so eine Sache…soviel Zeit haben wir beide nicht.

    @
    Hinsichtlich der Frage woher das Magnetfeld stammt, macht es aber keinen Unterschied ob man den Ereignishorizont betrachtet oder die “Singularität”. Entgegen anders lautenden Vermutungen hier, geht in diesem Fall um GHM, nicht MHD.

    Ich zitiere mal aus einem der Links (Müller’s Lexikon): “Alle Formen elektrisch geladener Löcher scheinen jedoch in der Astrophysik irrelevant zu sein, weil Plasmaflüsse in der Umgebung diese Ladung neutralisieren würden. “

    Vielen Dank für die Links, aber was neues war nicht dabei.

    Wenn jemand eine einfache Frage stellt, muß er deswegen noch lange nicht uninformiert sein. Und, “Bullet”, wenn einer nachfragt, dann vielleicht um zu sehen was der Fragesteller bereits glaubt zu wissen. Das hilft oft eine verständliche Antwort zu formulieren.

  31. #31 Bjoern
    21. Juli 2010

    @ockham: Erst mal: was ist GHM? MHD ist klar… aber die Abkürzung GHM ist mir unbekannt, und http://www.abkuerzungen.de weiss auch nicht weiter.

    “Alle Formen elektrisch geladener Löcher scheinen jedoch in der Astrophysik irrelevant zu sein, weil Plasmaflüsse in der Umgebung diese Ladung neutralisieren würden. “

    Dieses Zitat verstehe ich so, dass das Schwarze Loch *von weitem gesehen* elektrisch neutral wäre, da die Plasmaflüsse aussenrum die elektrische Ladung des schwarzen Lochs gerade ausgleichen. Aber trotzdem hätte man dann insgesamt immer noch ein rotierendes System mit elektrischen Teilladungen – und das genügt, um ein Magnetfeld zu erzeugen.

  32. #32 XyloCephalus
    26. Juli 2010

    GHM = (black hole) gravito-hydro-magnetics??
    Klingt etwas exotisch und -sagen wir mal- “selten”. Hilft das also weiter?