Die Milchstraße sitzt in der Mitte einer riesige Wolke aus heißem Gas

Kommentare (22)

1. #1 Findelkind

   1. Oktober 2012

   Faszinierender Gedanke, daß ein so dünnes Gas so heiß sein kann und der Raum, den dieses Gas füllt, trotzdem kalt erscheint.

   Unsere Alltagserfahrungen helfen eben nur in unserer Alltagsumgebung weiter…

2. #2 Wurgl

   1. Oktober 2012

   Das geistert schon seit ein paar Tagen durch die Medien.
   https://www.wissenschaft.de/wissenschaft/news/316221.html

   Was mich besonders verwundert, ist der Satz “…teilweise von Sauerstoff-Ionen in der Nachbarschaft unserer Galaxie absorbiert werden.” (erster Absatz nach dem fetten Teil). Und die Frage wo dieser Sauerstoff herkommt. Wenn ich das richtig verstanden habe, dann entsteht Sauerstoff ja durch Kernfusion und folglich müsste das Gas ein Überbleibsel von Sternexplosionen sein.

3. #3 Kallewirsch

   1. Oktober 2012

   daß ein so dünnes Gas so heiß sein kann

   Wie Florian auch im Artikel schon sagte: überinterpretiere den Begriff ‘heiß’ hier nicht.
   Das was wir Temperatur nennen ist einfach nur Teilchenbewegung. Bei genügend Raum zwischen den Teilchen kann eines aber schwingen so viel es will, solange es nicht mit anderen kollidiert, kann es keine Energie übertragen und der Begriff ‘Temperatur’ als statistisches Mittel aller Teilchenbewegungen verliert hier seinen Sinn.
   Das hat mich früher auch immer verstört: Sieht man sich die Temperaturkurven in der irdischen Atmosphäre an, so stellt man verwundert fest, dass es mit zunehmender Höhe plötzlich ‘heißer’ wird. Ist genau dasselbe. Temperatur hat da immer weniger Bedeutung, weil die Teilchendichte schon soweit abgenommen hat, dass es, obwohl da entsprechende Teilchenschwingungen dahinterstecken, zu keiner nennenswerten Energieübertragung mehr kommt.

4. #4 CM

   1. Oktober 2012

   Hm, mir drängen sich hier auch zwei Fragen auf: 1. Ist die scheinbare Struktur – die Ungleichmäßigkeit in der Darstellung – bereits gemessen? Und 2.) Wenn sich unsere Milchstrasse bewegt, bewegt sie sich dann nicht auch relativ zum ungebenden Gas? Und wenn das so ist, wieso erscheint es (wiederum in der Darstellung) annähernd kugelförmig?

   Womöglich ist das meine Überinterpretation des Bildes, doch leider fehlt mir der Zugang und die Zeit, kosmologische / astronomische Paper im Detail zu lesen.

   Weiß jemand von euch Antworten auf die Fragen? Wäre toll.

   Gruß,
   Christian

5. #5 Kallewirsch

   1. Oktober 2012

   @CM

   In Wurgl’s Link ist von ganzen 8(!) Messungen die Rede, auf denen die Erkenntnis beruht.

   Das Bild ist eine Zeichnung. Und damit die nicht so fad aussieht, hat man eben ein wenig Struktur reingemalt.

6. #6 williwissen

   1. Oktober 2012

   Wenn da 60 Milliarden Sonnenmassen in der Umbegung rumschwirren, das hat doch einen gravitativen Einfluss auf die Galaxis.
   Ist der Effekt gross genug um etwas zu beobachten ?

7. #7 Kallewirsch

   1. Oktober 2012

   Wenn da 60 Milliarden Sonnenmassen in der Umbegung rumschwirren, das hat doch einen gravitativen Einfluss auf die Galaxis.

   Ich mach mal einen kleinen Abstecher.
   Angenommen man hätte eine homogene Kugel. Wie sind dann die Gravitationsverhältnisse innerhalb dieser Kugel für einen beliebigen Punkt.

   Das überraschende Ergebnis: Von einem beliebigen Punkt aus macht sich immer nur der Teil der Masse der Kugel bemerkbar, der sich in der gedachten Kugel innerhalb des Punktes befindet. Alles was sich in der Kugelschale ‘weiter aussen befindet kürzt sich in der Gravitationswirkung weg. – bei einer homogenen Kugel

8. #8 threepoints...

   2. Oktober 2012

   So, … da draußen ist Gas, dass eine Temperatur von 2 millionen Grad hat. Aber wenn ich ein Thermometer reinhalte, messe ich trotzdem nur Eiseskälte…!? Das kommt einen aber etwas absurd vor.

   Neulich habe ich über Gasdichten und Wärmeenergietransport nachgedacht. Mir ist also aufgefallen dass, wenn Wärmeenergie in ein Gasvolumen eingebracht wird, dass sich einmal das Volumen vergrößern kann und zum anderen auch die Temperatur. Dabei sollte aber, bei unbegrenzt verfügbaren Raum/Volumen nicht die Temperatur ansteigen, sondern die Gasdichte abnehmen. Trotzdem aber müsste ja die eingebrachte Energie noch irgendwo vorhanden sein. Dass man sie hier gerade in Form von Temperatur messen will/kann, ist mir nicht ganz plausibel.

9. #9 Florian Freistetter

   2. Oktober 2012

   @threepoints: “ber wenn ich ein Thermometer reinhalte, messe ich trotzdem nur Eiseskälte…!? Das kommt einen aber etwas absurd vor. “

   Du kannst da kein Thermometer “reinhalten”. Denn da ist nichts, wo du was reinhalten kannst. Du hast in dieser Wolke ein paar Moleküle Gas pro Kubikmeter.

10. #10 DasWasserdesNils

    2. Oktober 2012

    @threepoints

    Es geht um ca. 60Mrd Sonnenmassen verteilt auf eine Kugel vom Radius von etwa 100Tsd Lichtjahre.
    Du hast also eine Dichte von etwa 4*10^-26 kg pro Kubikmeter.
    Du kannst dir die Temperatur als ein Maß für die mittlere Geschwindigkeit der Teilchen in einem bestimmen Volumen vorstellen. Allerdings sagt die Temperatur nichts über die Anzahl der Teilchen in diesem Volumen aus.
    Bewegt sich nur ein einziges Teilchen sehr schnell in diesem Volumen, so ist die mittlere Geschwindigkeit aller Teilchen (nun ja , es gibt nur eins) in diesem Volumen sehr hoch. Man würde dann dem gesamten Volumen diesen Wert zuordnen und von einem “heißen Gas ” sprechen.
    In der Praxis hast du allerdings ein 1a Vakuum vorliegen. Laboratorien in aller Welt würden dir das Zeug aus den Händen reißen, gelänge es dir dieses “heiße Gas” in Tüten zu packen.

11. #11 JaJoHa

    2. Oktober 2012

    Die Temperatur ist ja bei diesen Dichten dann eigentlich am besten über 3/2 kT=E zu betrachten mit der Boltzmannkonstante k=8,6*10^(-5) eV/K
    Dann ist die mittlere Energie da ca 258 eV pro Teilchen.
    Das reicht zum auslösen von Ionisationen und aufbrechen der meisten chemischen Bindungen (die liegt bei Wasserstoffatomen bei 13,6eV), außerdem ist es nur der Mittelwert der Verteilung
    Finde ich bei solchen Fällen viel “anschaulicher”

12. #12 alfred

    2. Oktober 2012

    “…die Temperaturen betragen bis zu 2,5 Millionen Grad.”
    Die meisten hier werden es wissen und mögen mir verzeihen, wenn ich nachfrage: welche Maßeinheit?

13. #13 JaJoHa

    2. Oktober 2012

    Das ist kaum ein unterschied ob Celsius oder Kelvin
    Temperaturdifferenzen sind in beiden Skalen gleich, etwas um 100K erwärmen ist das gleiche wie um 100°C
    Unterschied ist der Nullpunkt, 0°C sind glaube ich 273K wenn ich mich recht erinnere
    das macht dann bei 2 Millionen Grad nen unterschied von weniger als ein Promille.
    Fällt also praktisch nicht auf

14. #14 Kallewirsch

    2. Oktober 2012

    So, … da draußen ist Gas, dass eine Temperatur von 2 millionen Grad hat. Aber wenn ich ein Thermometer reinhalte, messe ich trotzdem nur Eiseskälte…!? Das kommt einen aber etwas absurd vor.

    Lass es mich mal so versuchen:

    Stell dir eine Autonahn vor auf der kein Mensch fährt (ja, ja ich weiß. Sowas ist schwer vorzustellen). 2 Wochen lang wartest du da, kein einziges Auto. Dann prescht da plötzlich ein Ferrari mit 350 Sachen an dir vorbei. Danach wieder: 2 Wochen lang keine Menschenseele.

    Wie schnell wurde jetzt auf der Autobahn in diesen 4 Wochen gefahren?
    Gemittelt über den Zeitraum … praktisch 0. War ja nichts los die meiste Zeit. Selbst wenn es da einen superschnellen Ferrari gab. Er war ein Einzelfall und mit seiner 10 Sekunden dauernden Vorbeifahrt an dir schafft er es natürlich nicht, den 5-Wochen Schnitt anzuheben.

    Thermometer messen die durchschnittliche Temperatur, über alle Teilchen gemittelt. Nur wenn da kaum Teilchen sind, dann ist da nun mal nichts, was diesen Schnitt heben könnte. Selbst wenn ein einzelnes Teilchen so gesehen enorm heiß ist.

15. #15 threepoints...

    7. Oktober 2012

    Praktisch kann das einzelne Molekül diese Energie außer durch Strahlung nicht abgeben – im Vakuum. Woher aber hat es erst die hohe Energie bekommen?

16. #16 Alderamin

    8. Oktober 2012

    @threepoints

    Vielleicht durch die Akkretion und das Wachstum der Milchstraße?

    Siehe https://en.wikipedia.org/wiki/Warm-hot_intergalactic_medium

17. #17 Wurgl

    8. Oktober 2012

    Alderamin: Ja, aber wie kommen die Sauerstofflinien dort hinein? Katastrophaler Messfehler? Bisher bin ich davon ausgegangen, dass Wasserstoff, Helium und Spuren von Litium das Urgas waren. Sauerstoff muss doch in Sternen erbrütet werden.

18. #18 Alderamin

    8. Oktober 2012

    @Wurgl

    Warum sollte das Gas in der Umgebung der Milchstraße primordial sein? Da ist sicherlich viel Verunreinigung aus der Sternentstehung in der Milchstraße und den von ihr vereinnahmten Zwerggalaxien drin. Das Gas kann ja durchaus aus der Milchstraße stammen und ist dann durch seine hohe Temperatur, sprich Geschwindigkeit, aus der Milchstraße entkommen.

    Dass man gerade Sauerstoff sieht, mag an der Temperatur liegen. Z.B. sind in Spektren von O- und B-Sternen, die durchaus nicht weniger Wasserstoff als A-Sterne enthalten, die Wasserstofflinien deutlich schwächer als im Spektrum von A-Sternen, und zwar weil sie heißer sind und Wasserstoff fast vollkommen ionisiert ist. Wenn Sauerstoff bei der beobachteten Temperatur besonders gut absorbiert (wobei der bei diesen Temperaturen auch vollständig ionisiert sein sollte), dann sieht man eben Sauerstoff statt Wasserstoff, selbst wenn viel mehr Wasserstoff vorhanden ist. Selbstverständlich muss dafür überhaupt Sauerstoff da sein, aber siehe oben.

    So würde mein Erklärungsversuch lauten, aber das ist meine Spekulation, ich hab’ da keine weiter gehende Info zu. Ich weiß auch nicht, warum 60 Millionen Grad heißes Sauerstoffplasma noch Absorptionslinien zeigen sollte.

19. #19 Wurgl

    8. Oktober 2012

    Würde bei so einem dünnen Gas nicht die Gravitation wirken? Sprich: Wie schnell aka heiß müssten Die Teilchen gewesen sein, als sie von ihrer Galaxis (die Milchstraße oder eine der Zwerggalaxien) rausgeflogen sind?

    Ist das nicht etwas viel Gas? 10-60 Mrd Sonnenmassen bei 180 Mrd. für die gesamte Galaxis (schreibt Florian so)?

    Ist dort nur Sauerstoff? Wieviel Sauerstoff entsteht im Verhältnis zu anderen Elementen? Müsste doch anderes Zeugs auch zu finden sein.

    Also ich staune einfach nur und hab absolut keinen Schimmer wo das herkommen könnte.

20. #20 Reto

    Schweiz

    4. Dezember 2012

    Was versteht man eigentlich unter einer “Explosion” im Weltall?
    Ist dies gleich zu setzen wie eine Explosion bei uns auf der Erde?
    Würde bei einer Explosion im Weltall, falls die Möglichkeit bestehen würde an einer vorbei zu fliegen, auch eine Druckwelle erzeugen? Oder sind Explosionen “nur” gewaltige Mengen an Strahlen, die herumgeschleudert werden?

21. #21 Alderamin

    4. Dezember 2012

    @Reto

    Eine Explosion im All ist schon etwas anderes als auf der Erde. In den 60ern haben die Amerikaner Atombomben außerhalb der Atmosphäre gezündet (Operation Fishbowl), die keine Druckwelle und keine mechanischen Zerstörungen verursacht haben, wie das bei Detonationen am Erdboden der Fall ist, wohl aber einen starken elektromagnetischen Puls.

    Atombomben erzeugen im wesentlichen Strahlung (Gamma, Licht, Hitze), die in der Atmosphäre eine Druckwelle verursachen, aber die Bombe hat selbst nur wenig Material zu verteilen (das ohnehin sofort verdampft).
    Wenn man beispielsweise einen Asteroiden mit einer Bombe ablenken will, muss man Material von dessen Oberfläche verdampfen oder (unterirdische Explosion) auswerfen, um Rückstoß zu erzeugen.

    Bei Supernovae ist das anders. Die schleudern so viel Materie ins All, dass dieses z.B. mit dort bereits vorhandenem Gas kollidieren und dieses zum Leuchten bringen kann. Kann man ganz gut bei der Supernova 1987A verfolgen. Dennoch findet dies in einem Hochvakuum statt. Man würde dort nicht weggeblasen werden, dazu ist die Teilchendichte zu gering. Dazu müsste man der Supernova schon ziemlich nahe sein. Dann hätte man aber ohnehin ein Problem durch deren Strahlung und Hitze.

22. #22 Reto

    5. Dezember 2012

    Werter Alderamin

    Besten Dank für die Erklärung.
    Finde diesen Blog hier absolut Spitze. bin ein richtiger Weltraum-laie, aber hier wird alles ein bisschen verständnisvoller =)
    Schönen Tag zusammen!