GravitationsriesenSchwarzer Gigant stellt Evolution von Galaxien infrage

Forscher haben das größte bislang bekannte schwarze Loch des Universums entdeckt. Das in mehrfacher Hinsicht rätselhafte Gebilde wirft viele Fragen auf. von afp, dapd und

Astronomen haben in einer entfernten Galaxie das vielleicht größte jemals entdeckte Schwarze Loch ausgemacht. Der Koloss hat nach Erkenntnissen des Forscherteams um den Astrophysiker Karl Gebhardt von der Universität Austin ( Texas ) eine 17 Milliarden Mal größere Masse als die Sonne.

Die Forscher ermittelten, dass das Phänomen mit dem Namen NGC 1277 einen großen Teil einer kleinen, 220 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie einnimmt. Wegen des ungewöhnlichen Größenverhältnisses zwischen dem Schwarzen Loch und seiner Galaxie könnte die Entdeckung die bisherigen Theorien über die Entwicklung von Sternsystemen infrage stellen.

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Den Angaben zufolge macht das Loch größenmäßig ein Siebtel seiner Galaxie aus. Und es hat 14 Prozent der Gesamtmasse seiner Galaxie. Das ist mehr als jemals zuvor beobachtet. Nach gängiger Theorie dürfte ein Schwarzes Loch dieser Größenordnung nur in einer sehr viel größeren und schwereren Galaxie vorkommen, schreiben deutsche und US-Forscher im Magazin Nature .

Die Animation zeigt modellierte Umlaufbahnen von Sternen in der Nähe des entdeckten Schwarzen Lochs. Der rot animierte Orbit zeigt etwa die große Anziehungskraft des Schwarzen Lochs.

Die Galaxie selbst ist nur ein Zehntel so groß wie unser Sternensystem, die Milchstraße . Der Schlund des Lochs sei elf Mal breiter als die Umlaufbahn von Neptun um die Sonne. "Das ist eine wirklich sonderbare Galaxie", sagte Gebhardt. "Sie besteht fast nur aus einem Schwarzen Loch, das könnte das erste Objekt in einer neuen Kategorie von Systemen Schwarzer Löcher in Galaxien sein."

Stärkste Kräfte im Universum

NGC 1277 ist mindestens das zweitgrößte Schwarze Loch, das jemals beobachtet wurde. Allerdings könnte es an die Spitze rücken, weil die Masse des im Jahr 2011 entdeckten derzeitigen Rekordhalters noch nicht präzise berechnet wurde. Dieser misst zwischen sechs und 37 Milliarden Sonnenmassen.

Namensherkunft

Der Name für Milchstraße lautet in der Fachwelt Galaxis. Er ist vom altgriechischen galaxias abgeleitet, und das wiederum von gala (= Milch).

Der Sage nach habe Zeus seinen Sohn Herakles, den er mit der sterblichen Frau Alkmene gezeugt hatte, an der Brust seiner göttlichen Frau Hera trinken lassen, als sie schlief. Herakles sollte so göttliche Kräfte erhalten. Doch der Kleine saugte so ungestüm, dass Hera erwachte und das Kind voller Abscheu von sich stieß. Dabei wurde ein Strahl ihrer göttlichen Milch über den Himmel verspritzt.

Milchstraße in Zahlen

Durchmesser: 100.000 Lichtjahre

Dicke: 3.000 bis 16.000 (Bulge) Lichtjahre

Masse (sichtbar): rund 3,6 mal 10 hoch 41 Kilogramm

Sterne: rund 100 bis 300 Milliarden

Interstellare Materie: 600 Millionen bis einige Milliarden Sonnenmassen

Durchmesser des Halos: rund 165.000 Lichtjahre

Dunkle Materie: rund 1 Billion Sonnenmassen

Abstand der Sonne: 25.000 bis 28.000 Lichtjahre vom galaktischen Zentrum

Umlaufzeit um das Zentrum: 220 bis 240 Millionen Jahre

Schwarze Löcher sind die stärksten bekannten Kräfte im Universum. Sie sind von einem Gravitationsfeld umgeben, das so stark ist, dass nicht einmal Licht entweichen kann. Ein Schwarzes Loch aus Sternenmasse entsteht durch den Zerfall eines großen Sterns am Ende von dessen Existenz. Dann schluckt es vermutlich weitere Sterne und verschmilzt mit anderen Schwarzen Löchern, wodurch manchmal supermassive Schwarze Löcher entstehen, die Astronomen zufolge die Zentren von Galaxien bilden.

Jede Menge Rätsel

Das am besten untersuchte Schwarze Loch mit rund vier Millionen Sonnenmassen liegt im Zentrum der Milchstraße. "Beobachtungen haben gezeigt, dass die Masse dieser Schwarzen Löcher typischerweise rund 0,1 Prozent der Masse der Zentralbeule der Galaxie entspricht", sagten Remco van den Bosch vom Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) in Heidelberg und seine Kollegen. In der Zentralbeule, dem sogenannten Bulge, sitzen die meisten Sterne einer Galaxie. Je größer und schwerer eine solche Sternenansammlung, desto massereicher muss nach gängiger Lehrmeinung auch das Schwarze Loch in seinem Zentrum sein. Die neuen Beobachtungen der Galaxie NGC 1277 widersprechen dem jedoch.

Entfernungseinheiten in der Astronomie

Um die gewaltigen Entfernungen im Weltall auszudrücken und vor allem vereinfacht zu schreiben, haben die Astronomen besondere Entfernungseinheiten entwickelt. Im Sonnensystem ist es neben dem Kilometer die Astronomische Einheit (AE). Sie beschreibt die mittlere Entfernung zwischen Erde und Sonne und hat eine Länge von rund 149,6 Millionen Kilometer  (genaues Maß: 149,59787 Millionen Kilometer). Die meisten Entfernungen im Sonnensystem werden in AE angegeben. So beträgt beispielsweise die mittlere Entfernung des letzten Großplaneten Neptun von der Sonne 30,14 AE, was 4.509 Millionen Kilometer entspricht.

Lichtjahre

Außerhalb des Sonnensystems ist als Entfernungseinheit das Lichtjahr in Gebrauch, das heißt jene Strecke, die das Licht, das sich mit 300.000 Kilometer in der Sekunde fortbewegt, in einem Jahr zurücklegt. Das sind fast 9,5 Billionen Kilometer. Es handelt sich also nicht um ein Zeitmaß, sondern viel mehr um ein Streckenmaß; es ist so wie mit der Autostunde – Jeder weiß, was sie als Längenmaß bedeutet.

Der nächste Stern (Proxima Centauri) ist von der Sonne 4,2 Lichtjahre entfernt; unsere Sonne steht in einem Abstand von rund 27.000 Lichtjahre vom Mittelpunkt der Milchstraße, und unsere Galaxis selbst misst von einem Ende zum anderen 100.000 Lichtjahre. Dank der Star-Trek- und anderer Science-Fiction-Filme avancierte das Lichtjahr zur populärsten kosmischen Entfernungseinheit.

Parallaxensekunden

Geht es um galaktische Dimensionen wird auch das Lichtjahr zu "unhandlich". Deshalb verwenden die Astronomen dann das Parsec, abgekürzt pc. Es setzt sich aus den Wörtern "parallax" und "second" für Parallaxensekunde zusammen. Es ist die Entfernung eines Sterns, von dem aus der mittlere Abstand von Erde zu Sonne unter einem Winkel von einer Bogensekunde erscheint. Sehr vereinfacht: Wenn man 1 pc von der Erde entfernt ist, sind Erde und Sonne eine Bogensekunde voneinander getrennt. Ein Parsec sind gleich 3,26 Lichtjahre oder 3,0856776 x 10 hoch 13 Kilometer. Es kann durch die Vorsätze "Kilo" für die typische Größe von Galaxien und "Mega"  für die typische Ausdehnung von Galaxienhaufen noch gesteigert werden. So beträgt der Durchmesser unserer Milchstraße 34 Kiloparsec.

Neben der ungewöhnlichen Größe von NGC 1277 widerspricht auch die Tatsache, dass sich das Schwarze Loch auf einer kleinen, scheibenförmigen Galaxie befindet, bisherigen Erkenntnissen. Ein Schwarzes Loch dieser Größe wäre eher in einer viel größeren, ellipsenförmigen Galaxie vermutet worden. Weitere Forschungen sind nun nötig, um herauszufinden, ob es sich bei der Entstehung von NGC 1277 um einen einmaligen Vorgang handelte oder ob der Prozess Rückschlüsse auf die Entstehung anderer Schwarzer Löcher zulässt.

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Leserkommentare
  1. Das Ding ist, siehe Foto, ziemlich hell. Es ist auch als Quasar verzeichnet. Es ist äußerst massiv, das kann man durch die Bewegungen der benachbarten Sterne errechnen. Nach der gängigen Theorie sollte es ein schwarzes Loch sein.

    Die gängige Gravitationstheorie ist übrigens auch die, die man durch Einsatz von riesigen Mengen dunkler Materie und Energie korrigieren muss (riesig: Viel mehr als das, was man sieht - die 14% Masse sind schon mehr als das, was eine typische Galaxie überhaupt an sichtbarer Materie hat!), damit die Bewegungsgleichungen in Galaxien wieder stimmen.

    Mein Vorschlag: Scheitern eingestehen, und offen nach neuen Theorien suchen. Aber ich glaube, im Scheitern eingestehen ist der Mensch, auch der Wissenschaftler, generell eher schlecht ;-). Immerhin sind sich die Autoren des Papers schon recht sicher, dass das wohl nicht so ganz zur aktuellen Theorie passt.

    • Medley
    • 29. November 2012 1:01 Uhr

    Das Universum ist nicht unendlich, weil, wenn es denn so wäre, dann müsste das Universum um uns herum eine einzige hell erleuchtete Wand sein, da ja dann aufgrund der zufälligen Verteilung der (Sternen-)Massen jeder Punkt im Univerum auf 2D-Ebene(Höhe und Breite/A mal B) in der 3D-Ebene(Im Tiefenraum/A mal B mal C ) mit einem leuchtenden Stern ausgefüllt sein müsste. Unendlichkei bedeutet in den Zusammenhang, daß letztentlich irgendwann jede Variante und jede Möglichkeit zwingend ausgespielt werden muss, da es ja dann Zeit und Platz für Möglichkeiten unbegrenzter Art gibt.

    Wenn sie ein Glas fallen lassen und sie sich anschließend das Scherbenbild auf dem Boden ansehen, dann können sie davon ausgehen, daß, wenn sie unendlich viel Zeit dafür verwenden könnten, sie irgendwann wieder einmal ein gleiches Scherbenbild erzeugen würden, wenn sie nur immer und immer wieder Gläser auf den Boden schmissen. Und wenn es Trilliarden über Trilliarden Lichjahre dauern und sie Multifantastillionen von Versuchen dazu verwenden müssten.

    Antwort auf "Wie kann man wissen,"
    Reaktionen auf diesen Kommentar anzeigen

    "Das Universum ist nicht unendlich, weil, wenn es denn so wäre, dann müsste das Universum um uns herum eine einzige hell erleuchtete Wand sein, da ja dann aufgrund der zufälligen Verteilung der (Sternen-)Massen jeder Punkt im Univerum auf 2D-Ebene(Höhe und Breite/A mal B) in der 3D-Ebene(Im Tiefenraum/A mal B mal C ) mit einem leuchtenden Stern ausgefüllt sein müsste."

    Aber das Licht der meisten dieser Sterne, haette aufgrund des Alters des Universum uns noch nicht erreichen koennen, also doch keine hell erleuchtete Wand. Wir koennen soweit ich weiss doch nur die Sterne sehen die in einem Radius von ca. 13 Milliarden Lichtjahren liegen. Aber gluecklichweise waechst dieser Radius ja staendig. Vielleicht koenne wir also irgendwann das Restaurant am Ende des Universums sehen :)

  2. "Wie kann man wissen,ob es das Größte ist, wenn das Universum unendlich ist."
    Ich nehme an Sie beziehen sich hier auf folgenden Satz:
    "Astronomen haben in einer entfernten Galaxie das vielleicht größte jemals entdeckte Schwarze Loch ausgemacht."
    Der Satz soll mMn aussagen, dass es das groesste bisher entdeckte Schwarze Loch ist, nicht das es wirklich das groesste ueberhaupt sein muss. Man kann den Satz natuerlich auch so wie Sie verstehen. Ich denke das "vielleicht groesste" in dem Satz laesst ihn so klingen als ob man vermutet, dass es das groesste Schwarze Loch ueberhaupt sein koennte. Das "vielleicht groesste" bezieht sich denke ich aber auf die spaeter im Artikel ausgefuehrte Problematik, das im Moment noch ein anderes entdecktes (anscheinend nicht sehr genau vermessenes) Schwarzes Loch als groesser angesehen wird.

    Antwort auf "Wie kann man wissen,"
  3. Beste Grüße
    FSonntag

    Antwort auf "Wie kann man wissen,"
  4. "Das Universum ist nicht unendlich, weil, wenn es denn so wäre, dann müsste das Universum um uns herum eine einzige hell erleuchtete Wand sein, da ja dann aufgrund der zufälligen Verteilung der (Sternen-)Massen jeder Punkt im Univerum auf 2D-Ebene(Höhe und Breite/A mal B) in der 3D-Ebene(Im Tiefenraum/A mal B mal C ) mit einem leuchtenden Stern ausgefüllt sein müsste."

    Aber das Licht der meisten dieser Sterne, haette aufgrund des Alters des Universum uns noch nicht erreichen koennen, also doch keine hell erleuchtete Wand. Wir koennen soweit ich weiss doch nur die Sterne sehen die in einem Radius von ca. 13 Milliarden Lichtjahren liegen. Aber gluecklichweise waechst dieser Radius ja staendig. Vielleicht koenne wir also irgendwann das Restaurant am Ende des Universums sehen :)

    Antwort auf "@FSonntag"
    • Xdenker
    • 29. November 2012 3:04 Uhr

    Die Physik kennt nur vier fundamentale Kräfte: die elektromagnetische Wechselwirkung, die schwache und starke Wechselwirkung/Kernkraft und die Gravitation.

    Man sollte daher vlt. besser vom mutmaßlich stärksten, bisher entdeckten Gravitationszentrum reden.

    Antwort auf "Fehler?!"
  5. Wir alle sind unwissend. Und wir wissen nichts. Nur das,
    was der Allmächtige uns zu sehen gibt.

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    • Xdenker
    • 29. November 2012 12:20 Uhr

    ?

  6. "Wir alle sind unwissend. Und wir wissen nichts. Nur das,
    was der Allmächtige uns zu sehen gibt."

    Und das was er uns zu sehen gibt, fuehrt uns zur Erkenntis das er 99.99999999999999999999999...%ig nicht existiert. Ein ganz schoener Schelm, der Herr.

    Reaktionen auf diesen Kommentar anzeigen

    Die gleiche Erkentnis, die sagt, dass das schwarze loch, was wir entdeckt haben gar nicht existieren kann? ;)

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  • Quelle ZEIT ONLINE, AFP, dapd, tst
  • Schlagworte Evolution | Bosch AG | Galaxie | Milchstraße | Stern | Rätsel
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