Supermassive Schwarze Löcher

Moin!

Bin hier noch relativ neu! Ich habe mich viel mit Phänomenen in unserem Universum beschäftigt aber eines nie richtig verstanden!
Und zwar befindet sich in unserer Galaxie (die ja nun die Milchstraße ist ) ein supermassives schwarzes Loch! Man sagt den Schwarzen Löchern nach, daß sie ein kollabierter Stern mit ungeheurer Dichte und so hoher Anziehungskraft ist, das sogar das Licht sich seiner Anziehungskraft nicht erwehren kann und "aufgesogen" wird. Aber......! WIESO...sind wir hier???
Wenn alles an Materie eingesogen wird, dürfte die Milchstrasse ja im Grunde genommen gar nicht mehr existieren!!!!!
Es ist ja so, daß jeder Stern respektive jedes winzige Molekül in unserer Galaxie, schwerkraftmäßig in einem Verhältnis zu seinem Nachbarn steht. Wenn man z.B. an einer Perlenkette zieht, folgen die anderen Perlen unweigerlich nach. Und nicht eine bleibt liegen! Vielleicht hat ja einer von Euch eine Idee!

Diese extreme Anziehungskraft, der nichtmal Licht entfliehen kann, gilt nur in einem kleinem Bereich (nämlich da, wo das aus genau diesem Grund schwarz ist). Von weiter weg betrachtet ist das Schwarze Loch nur eine Masse mit einem Gravitationsfeld, die genau so umkreist werden kann wie jede andere Masse.

Vom Prinzip her ist es das gleiche, wenn der Mond die Erde umkreist, die Erde die Sonne oder die Sonne dieses schwarze Loch.
Je größer die Masse in der Mitte, umso größer muss nur die Geschwindigkeit und/oder die Entfernung des umkreisenden Objekts sein.

Richtig, und damit ein Schwarzes Loch direkte auswirkungen auf uns hätte, müsste eines relativ nahe an die Erde kommen (relativ im Vergleich zu den Abständen zu anderen Sonnen ;-)

Das Schwarze Loch im Zemtrum unserer Milchstrasse war sicherlich kein ehemaliger Stern.
Mehere Millionen Sonnenmassen, so große Sterne gehen nicht.

Und wir haben natürlich viel mehr kleinere Schwarze Löcher in unserer Milchstraße.

Aber um mal auf die Intension der eigentlichen Frage hier einzugehen:
- Schwarze Löcher sind keine Monster, die saugen überhaupt nicht alles auf.
- Nur so als Beispiel:
Wenn unsere Sonne ein Schwarzes Loch wäre, die wäre dann detlich kleiner, würde nicht mehr leuchten...
Aber Merkur, Venus, Erde und Co würden einfach weiter um dieses Zentrum kreisen.

Ich weis, das ist schwer zu verstehen.

Das Schwarze Loch im Zemtrum unserer Milchstrasse war sicherlich kein ehemaliger Stern.
Mehere Millionen Sonnenmassen, so große Sterne gehen nicht.

Dem kann ich mich so direkt nicht anschließen. Du sagst das so bestimmt, als wär's in Stein gemeißelt. Bisher nicht nicht bekannt, wo die galaktischen SL ihre hohe Masse her haben, das ist noch die Arbeit der aktuellen Forschung.
Die gängisten Theorie geht bisher davon aus, dass ein massenreicher Stern am Ende seines Lebens als SL endet und danach Materie akkredierte.
2008 haben Natarian und Treister ein von ihnen entwickeltes Modell vorgestellt, mit dem eine obere Massengrenze in der Größenordnung von 10 Milliarden Sonnenmassen vorhersagt wird. Nachzulesen ist es hier: http://arxiv.org/abs/0808.2813

Ich versuch das mal anschaulich zu erklären.  Die durch die Gravitationskraft eines solchen supermassiven Schwarzen Lochs in das SL hineinstürzende Materie wird derart beschleunigt wird, dass sich ein stabiler Orbit außerhalb des Schwarzschild-Radius ergibt. Zusätzlich wirken auch die elektromagnetische Strahlung und die „Materiewinde“, die von der Materie in der Akkretionsscheibe ausgestrahlt werden, als Widerstand gegen weiter einfallende Materie, so dass sich letztlich ein Gleichgewicht zwischen einfallender und abgestoßener Materie einstellt.

Zur Eingangsfrage: Das von websquid erläuterte Phänomen nennt sich Ereignishorizont. Alles, was innerhalb dieses Ereignishorizonts liegt, kann diesem nicht mehr entweichen. Voraussetzung dafür ist eine hinreichend große Masse auf sehr kleinesm Raum.

Grüße
Olli

Zitat von: NCC1701 am 04. Oktober 2012, 00:21:02

Das Schwarze Loch im Zemtrum unserer Milchstrasse war sicherlich kein ehemaliger Stern.
Mehere Millionen Sonnenmassen, so große Sterne gehen nicht.

Dem kann ich mich so direkt nicht anschließen. Du sagst das so bestimmt, als wär's in Stein gemeißelt. Bisher nicht nicht bekannt, wo die galaktischen SL ihre hohe Masse her haben, das ist noch die Arbeit der aktuellen Forschung.

Ich habe nicht versucht zu erklären wie diese massiven SL entstanden sind. Ich weis es nicht.

Aber, Sterne können nicht der Ursprung gewesen sein! Mehr als 250 Sonnenmassen geht da einfach nicht.
http://en.wikipedia.org/wiki/Star#Massive_stars


Und um nochmal ein anschauliches Bild auf die ursprüngliche Frage zu bringen:
Wenn die Erde plötzlich ein Schwarzes Loch werden würde (geht natürlich nicht), der Mond würde immer noch ganau da wo er heute ist einfach um den gemeinsamen Schwerpunkt weiterfligen. Dieses einige Zentimeter große SL würde sich nach außen genauso verhalten, wie die Erde jetzt. Der Mond fällt da dann nicht plötzlich rein.

Die supermassiven Schwarzen Löcher sind sicherlich schon extrem alt. Damals waren die Sterne vermutlich erheblich größer als heute und standen auch näher beisammen. Warum sollten also damals nicht schwere stellare Löcher kollidiert sein?

Bezüglich der supermassiven schwarzen Löcher im Zentren von großen Galaxien stellt sich die grundsätzliche Frage, was ist Ei und was ist Henne?

Sind diese SLs wie Ruhri andeutete, durch Kollision der stellaren SLs im zentrum entstanden, die dort zu Beginn entstanden sein dürften und sehr dicht standen oder existierten diese supermassiven SLs bereits vor der Galaxienbildung und haben mit ihrer Masse quasi erst die Galaxienbildung (mit)angeregt? Im zweiten Fall  wären dann die großen Spiralgalaxien eher eine Erscheinung und Folge der supermassiven SLs, ähnlich die der restliche Badeschaum bem Abfließen des Wassers in einer Wanne auf den Strudel des Ablauf "hinweißt".

Wenn das allerdings der Fall wäre, ist ungeklärt, weshalb es auch Galaxien ohne diese supermassiven SLs im Zentrum gibt. Oder haben dann die kleineren, unregulären Galxien eine andere Entstehungsgeschichte als die großen Spiralgalaxien?

Beide Modelle klingen plausibel und haben gleichzeitig ihre "Lücken".
Gibt es Simulationen, die zeigen ob die Zeit nach der Entstehung der Galaxien ausreichte um im Zentrum derartige Monster entstehen zu lassen ? Immerhin deuten die weit entfernten Quasare darauf hin, dass es die supermasiven SLs relativ schnell nach Galaxienbildung (oder noch während dessen) gab.

Für den Fall, dass es diese supermassiven SLs noch vor der Galaxienbildung gab, ist die Frage nach deren Ursprung tatsächlich ungeklärt.

Also, so langsam hoffe ich doch, dass ein gewisser H. Lesch...
Aber ich bin da anders.

Viele von Euch haben einfach dieses RIESIGE Univerum nicht verstanden. Sorry...

Ich ja auch nicht!!!


Aber SL in der Masse von Mio. Sonnenmassen haben einen anderen Ursprung.
Und DAS fände ich wirklich interessant herauszufinden!

Aber SL in der Masse von Mio. Sonnenmassen haben einen anderen Ursprung.
Und DAS fände ich wirklich interessant herauszufinden!

Das kann sein, muss aber nicht. Ich halte es nicht für unmöglich, dass extrem große Sterne der Population III (rund 300 Sonnenmassen) schwarze Löcher hinterlassen haben, die dann fusioniert sind und große Mengen Material aus der Umgebung aufgenommen haben. Dieses Wachstum sieht man ja z.B. bei Quasaren, die aus genau diesem Grund so hell leuchten - enorme Mengen Material fallen ins supermassive schwarze Loch. Die können auch relativ klein angefangen haben -  aber in jungen, unstrukturierten  Galaxien halt sehr stark gewachsen sein. Erst mit diesem klaren Gravitationszentrum können sich dann Strukturen wie Spiralarme ausbilden.

Danke, websquid. Ich habe dasselbe gemeint, aber du hast es schöner formuliert. 

Die Population III- Sterne sollen ja größer gewesen und vermutlich noch kurzlebiger gewesen sein als das schwerste, was man heute so beobachten kann. Die daraus resultierenden stellaren Schwarzen Löcher wären schon von Beginn an größer gewesen als die "modernen", und die hätten überdies auch noch relativ dicht beieinander gestanden, da das Universum an sich damals noch kleiner gewesen ist. Die Wahrscheinlichkeiten für Kollisionen mit anschließender Verschmelzung könnte also hoch genug gewesen sein.

Andererseits ist es natürlich auch ein interessantes Gedankenspiel, warum etwa Sterne der Größenklasse der Population III heute nicht mehr entstehen. Ist nicht mehr genügend Materie dicht genug beieinander, um solche Riesen wachsen zu lassen? Dann stellt sich die Frage, ob es da eine Obergrenze gibt. Gab es vielleicht Sterne der Population IV, die aus dermaßen großen Ansammlungen an Materie entstanden sind, dass selbst der Strahlungsdruck der aufflammenden Kernfusion der Gravitation nichts entgegen zu setzen hatte? Solche "Sterne" hätten dann womöglich direkt als Schwarze Löcher angefangen und würden also heute noch existieren. Der Unterschied zur angenommenen Entstehung von Schwarzen Löchern wäre dann aber nur minimal. Materie zieht sich zusammen und erreicht eine Dichte, bei der sich ein schwarzes Loch bildet, möglicherweise aber ohne die Supernovaphase. Oder anders ausgedrückt: Wenn schwerere Sterne kürzer brennen und am Ende ihres "Lebens" ein immer schwererer Rest übrig bleibt, könnte es theoretisch eine Population gegeben haben mit einer "Lebensdauer" von 0.

Ob diese Endstufe der Lebensdauer in Abhängigkeit von der Masse astrophysikalisch Sinn macht, kann ich natürlich nicht beurteilen. 

Hallo,

Andererseits ist es natürlich auch ein interessantes Gedankenspiel, warum etwa Sterne der Größenklasse der Population III heute nicht mehr entstehen. Ist nicht mehr genügend Materie dicht genug beieinander, um solche Riesen wachsen zu lassen?

Das ist keine Frage der Materiedichte, sondern eher einer Frage der Materiezusammensetzung. Im fruehen Universum findet sich ja vor allem nur Wasserstoff, schwerere Elemente kommen dann erst spaeter durch Supernovae dazu. Aus reinem Wasserstoff lassen sich groessere Sterne kondensieren. Pop III Sterne haben sich im Universum also wahrscheinlich nur bis ca. z=5 gebildet, also bis etwa 1.2 Milliarden Jahre nach dem Urknall.
Als Ursprung fuer supermassive Schwarze Loecher gibt es aber auch noch die Moeglichkeit des Kollapses von Quasisternen oder von Dunklen Sternen die durch WIMP Annihilation geheizt werden, deshalb nicht kollabieren und so Massen bis zu 1000 Sonnenmassen erreichen koennen (das ist aber noch etwas spekulativ).

Die Frage bleibt aber, wie man von einem schwarzen Loch mit 100-1000 Sonnenmassen zu supermassiven Schwarzen Loechern kommt. Entweder, man muss einen konstanten und hohen Materieeinfall gewaehrleisten, oder die schwarzen Loecher muessen mit anderen verschmelzen und so die hohen Massen erreichen.

Gruss,
Volker

Mal ein kleiner Einwurf:

Jeder kennt hoffentlich die Quasare - Sehr helle Objekte aus der frühen Vergangenheit unseres Universums.

Die waren so massiv, dass wir die heute nach 13 Mrd. Jahren immer noch sehen können.

Was das war, kann ich auch nicht beschreiben. Aber, das waren nicht 10 oder 1.000 sondern Millionen oder sogar Milliarden Sonnemassen.

Hallo,

Quasare sind nichts anderes als supermassive schwarze Loecher. Man kann die sehr weit sehen, bis z=7 bisher, also bis 800 Millionen Jahre nach dem Urknall. Man sieht sie aber auch im naeheren Universum. Zu der Frage, wie die Quasare (oder supermassive schwarze Loecher) in einem Zeitraum von ~700 Millionen Jahren nach der Entstehung der ersten Sterne, so viel Masse ansammeln konnten, gibt es verschiedene Theorien, einige habe ich oben schon angedeutet. NCC, bei Dir schwirrt aber auch einiges an Begriffen durcheinander.

Gruss,
Volker

Was das war, kann ich auch nicht beschreiben. Aber, das waren nicht 10 oder 1.000 sondern Millionen oder sogar Milliarden Sonnemassen.

Das ist richtig... aber wer sagt denn, dass die nicht auch klein angefangen haben (mit 100-1000 Sonnenmassen oder so) und dann solange "gefressen" haben bis sie so groß und leuchtstark wurden, dass sie in dieser Form sichtbar werden?

Zitat von: NCC1701 am 09. Oktober 2012, 23:59:52

Was das war, kann ich auch nicht beschreiben. Aber, das waren nicht 10 oder 1.000 sondern Millionen oder sogar Milliarden Sonnemassen.

Das ist richtig... aber wer sagt denn, dass die nicht auch klein angefangen haben (mit 100-1000 Sonnenmassen oder so) und dann solange "gefressen" haben bis sie so groß und leuchtstark wurden, dass sie in dieser Form sichtbar werden?

Hallo websquid,
wenn die ständig fressen würden, über einige Mrd. Jahre betrachtet natürlich, dann müssten wir so etwas ja auch beobachten können.

Das einzige Fressen, welches ich aber kenne sind eben die weit entfernten Quasare.


Und ich verstehe nach wie vor nicht, wie man UNSER Schwarzes Loch durch den ganzen galaktischen Staub beobachten kann.
Das möchte ich aber verstehen.

NCC1701

...


Und ich verstehe nach wie vor nicht, wie man UNSER Schwarzes Loch durch den ganzen galaktischen Staub beobachten kann.
Das möchte ich aber verstehen.

NCC1701

Gar nicht!
Das zentrale schwarze Loch unserer Galaxie ist primär über indirekte Methoden zu identifizieren und zu lokalisieren. Eben durch die Bewegungen der Sterne in dessen unmittelbarer Umgebung  und ihre schon fast pervers hohen Umlaufgeschwindigkeiten auf engen Bahnen um ein scheinbares Nichts, kann man auf sowohl die Lage als auch auf die Masse rückschließen. Nichts anderes als ein supermassives schwarzes Loch kann diese Umlaufbahnen der zentralen Sterne erklären .. eben WEIL man ansonsten an der Stelle ansonsten Nichts sieht was nach Millionen Sonnenmassen "riecht".

http://de.wikipedia.org/wiki/Galaktisches_Zentrum#Schwarzes_Loch_im_Zentrum_der_Milchstra.C3.9Fe

"Schwarze Löcher werden in der Astronomie als Energiequelle aktiver galaktischer Kerne weitestgehend akzeptiert und werden heute im Kern jeder hellen elliptischen Galaxie und jedes Bulges einer Spiralgalaxie vermutet. Nötig ist aber zumindest in Einzelfällen der direkte Nachweis der Schwerkraftwirkung des Schwarzen Lochs in einer Art, die andere Erklärungen ausschließt. Das galaktische Zentrum bietet hier den heute vermutlich stärksten Beweis."
Wiki ;-)

Und ich verstehe nach wie vor nicht, wie man UNSER Schwarzes Loch durch den ganzen galaktischen Staub beobachten kann.

Und wenn du dich immer noch fragst, wie man durch die Staubwolken überhaupt etwas erkennen kann: Im sichtbaren Bereich der elektromagnetischen Strahlung funktioniert es wirklich nicht. So hat man die Sterne und die Materiewolke rund um das Schwarze Loch nicht entdeckt. Es gibt aber eben noch andere Wellenlängen, die mit Röntgen- oder Radioteleskopen genutzt werden können, und für diese sind die Staubwolken erheblich transparenter.

Ein Röntgen-Teleskop auf Hawaii?

Ich möchte nur gerne verstehen, wie die das von der Erde aus gemessen haben.

Radio-Teleskop war das nicht!

Ein fragender
NCC1701

Ein Röntgen-Teleskop auf Hawaii?

Wer hat das wo behauptet?
Verstehst Du absichtlich miss? 

Radio-Teleskop war das nicht!

Weshalb nicht?

Hallo NCC1701

Also z.B. die beiden Sterne S0-102 (Keck Hawaii)& S2 (mit VLT YEPUN) wurden im Infraroten Wellenbereich beobachtet.
Infrarot durchdringt die Staubwolken recht gut und kann auch mit Irdischen Teleskopen gut beobachtet werden.
Und das Schwarze Loch wurde wie schon geschreiben nicht beobachtet, aber aus den Umlaufbahnen der Sterne
kann man darauf schließen das es da ist und wie Massereich es ist.

Lies Dir einfach mal die Berichte hier durch!
http://www.eso.org/public/news/eso0226/
http://astronomie.scienceticker.info/2012/10/04/stern-rast-um-galaktisches-schwarzes-loch/
http://keckobservatory.org/news/ucla_astronomers_at_keck_observatory_discover_pivotal_star_to_test_einstein

In dem ESO Bericht findest du auch eine kleine Videosimulation mit den Umlaufbahnen und das Kreuz markiert
den Punkt wo das Schwarze Loch ist.
Sehr Anschauenswert!

MfG.
Thoralf

Danke T.D.K.
die müssen da wohl ein kleines Loch im Spektrum gefunden haben.

Generell ist Infrarot Wärmestrahlung, da überlagert unsere Atmosphäre alles.

Ich möchte einfach nur das Messverfahren verstehen.
NCC1701

Generell ist Infrarot Wärmestrahlung, da überlagert unsere Atmosphäre alles.

Das ist nicht korrekt!
Infrarot ist ein ziemlich langer Wellenebreich, angefangen vom Nahen Infrarot (Fehrnbediinung Nachtsichtgerät)
bis fernen Infrarot. Aber schau einfach selbst HIER

Nahes Infrarot kann nahezu jede Digitalkamera aufzeichnen für fernes mußt Du kühlen.
Und die Atmosphere blockiert da nicht alle Wellenlängen!

Danke T.D.K.
die müssen da wohl ein kleines Loch im Spektrum gefunden haben.

Generell ist Infrarot Wärmestrahlung, da überlagert unsere Atmosphäre alles.

Ich möchte einfach nur das Messverfahren verstehen.
NCC1701

NCC1701, ein bisschen doof mag ja ganz nett sein, aber jetzt übertreibst du es wirklich! 

Du willst uns doch nicht allen Ernstes erzählen, du hättest schon wieder vergessen, wie wir vor einigen Tagen über die IR-Astronomie gesprochen hatten? Hochgelegene Observatorien können einen Gutteil des infrarotschluckenden Wasserdampfes unter sich lassen und in diesem Spektrum arbeiten, ebenso das fliegende Auge SOFIA. Wieso kommst du auf einmal also mit so einer Pauschalaussage um die Ecke, die irdische Atmosphäre würde alles überlagern?