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. Wenn die Theorie der beschleunigten Expansion stimmen sollte,
    dann hätte sich unser Universum nach 10(hoch-38 sec) auf das 10(hoch 500-fache) ausgedehnt.
    im Vergleich mit diesen Entfernungen sind 13,8 Mrd. Lj. 'Peanuts'. Auch wenn natürlich die letzten sichtbaren Objekte nicht ihrer Entfernung von uns entsprechen: Aufgrund der extremen Rotverschiebung sind sie ca. 23 Mrd Lj. entfernt, älter als das von uns sichtbare Universum ist.

    Nur Gott, der Allwissende, der Allmächtige, kann präzise
    Antwort geben.

    Reaktionen auf diesen Kommentar anzeigen

    "Nur Gott, der Allwissende, der Allmächtige, kann präzise
    Antwort geben."
    Schade nur, dass er bisher so unpraezise geblieben ist :D
    Nee mal im Ernst, koenne wir Gott bei so einem Thema nicht mal aussen vor lassen? Immerhin steht der Artikel in der Rubrik "Wissen" und nicht "Meinung"

  2. "Nur Gott, der Allwissende, der Allmächtige, kann präzise
    Antwort geben."
    Schade nur, dass er bisher so unpraezise geblieben ist :D
    Nee mal im Ernst, koenne wir Gott bei so einem Thema nicht mal aussen vor lassen? Immerhin steht der Artikel in der Rubrik "Wissen" und nicht "Meinung"

    2 Leserempfehlungen
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    Nein, wir möchten ihn nicht in die Schublade Unmögliches" ablegen. Die Wisenschaft ht uns soviele Erkenntnisse gebracht. Viele davon sind doch fast unmöglich zu vestehen.
    Was, wenn es tatsächlich weit entwickelte Materie gibt (so wie es weit entweicklelte Materie giebt?
    Für mich ist es genauso unmöglich, daß aus Sternenstaub ein Schmetterling entsehen kann. Warum sollte nicht Energie existieren, die sich entwciklelt hat?
    Wir Menschen sind doch wirklich so klein, unscheinbar so dumm - wer will sich anmaßen alles zu wissen oder auszuschliessen?

  3. Vielleicht sehen wir auch nur das ende eines Masse Reichen Systems bzw.schwarzen Loches? Irgendwann hat auch so etwas ein Ende.

    Antwort auf "Der Titel passt"
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    Alles hat ein Ende, oder so. Wenn das Universum irgendwann sich soweit durch seine Expansion abgekühlt hat (Hintergrundstrahlung), dass Schwarze Löcher in Nettobetrachtung permanent Hawking-Strahlung emittieren können, dann erst hat der Anfang vom "Ende" begonnen. Zusammen mit dem Betazerfall und (eventuellen) Protonzerfall der übrigen Materie, der in nach menschlichem Ermessen ähnlicher Zeitskala stattfinden sollte, "verdampft" letztendlich alles quantenphysikalisch zu Photonen und Neutrinos im Zustand maximaler Entropie. Übrig bleibt also ein statischer Gesamtzustand des Universums ohne weitere dynamischen Prozesse. Früher hat man dies als "Wärmetod" bezeichnet. Dies alles hat aber nichts mit der im Artikel erwähnten Beobachtung zu tun, und es wird noch wahnsinnig lange dauern, bis es soweit ist ;)

  4. Falls diese Berechnungen stimmen würde das ja auch bedeuten dass es keine dunkle Materie gibt, das also auch andere neue Faktoren gibt die die Gravitationskräfte in einer Galaxie erklären?

  5. Alles hat ein Ende, oder so. Wenn das Universum irgendwann sich soweit durch seine Expansion abgekühlt hat (Hintergrundstrahlung), dass Schwarze Löcher in Nettobetrachtung permanent Hawking-Strahlung emittieren können, dann erst hat der Anfang vom "Ende" begonnen. Zusammen mit dem Betazerfall und (eventuellen) Protonzerfall der übrigen Materie, der in nach menschlichem Ermessen ähnlicher Zeitskala stattfinden sollte, "verdampft" letztendlich alles quantenphysikalisch zu Photonen und Neutrinos im Zustand maximaler Entropie. Übrig bleibt also ein statischer Gesamtzustand des Universums ohne weitere dynamischen Prozesse. Früher hat man dies als "Wärmetod" bezeichnet. Dies alles hat aber nichts mit der im Artikel erwähnten Beobachtung zu tun, und es wird noch wahnsinnig lange dauern, bis es soweit ist ;)

    Eine Leserempfehlung
    Antwort auf "Kurz und schmerzlos"
  6. 46. Gott?

    Vielleicht ist das kein schwarzes Loch, sondern Gott?

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    • Flari
    • 29. November 2012 10:19 Uhr

    Das ist natürlich möglich.
    Allerdings würde das bedingen, dass es doch nicht nur den einen gibt, sondern man jetzt nur den grössten bisher gefunden hat, aber diverse kleine schon vorher.
    Frage ist dann auch, zu welchem man jetzt beten sollte und welchen Sinn das bei z.B. 220 Millionen Lichtjahren Entfernung hat.

    darauf können wohl nur Menschen kommen.

  7. Als Gott seinen Finger an die Lunte einer stark komprimierten Menge von Masse und Energie legte, expolidierte das Ding. Bäng! Ein Teil der stark komprimierten Masse explodiere aber nicht so ganz richtig und wurde einfach als komprimierter Rest in die Zeit geschleudert. Da fliegt es nun seit vielen Milliarden Jahren und wundert sich, daß es so groß ist, obwohl es das gar nicht sein dürfte - nach Meinung der Wissenschaft.
    Na ja, wir haben noch viel Zeit, dieses Rätsel zu klären. Man stelle sich vor, unsere Generation würde alles klären und wissen, was es zu wissen gibt. Was würden dann die Wissenschaftler der Zukunft machen?

  8. Nein, wir möchten ihn nicht in die Schublade Unmögliches" ablegen. Die Wisenschaft ht uns soviele Erkenntnisse gebracht. Viele davon sind doch fast unmöglich zu vestehen.
    Was, wenn es tatsächlich weit entwickelte Materie gibt (so wie es weit entweicklelte Materie giebt?
    Für mich ist es genauso unmöglich, daß aus Sternenstaub ein Schmetterling entsehen kann. Warum sollte nicht Energie existieren, die sich entwciklelt hat?
    Wir Menschen sind doch wirklich so klein, unscheinbar so dumm - wer will sich anmaßen alles zu wissen oder auszuschliessen?

    Antwort auf "Ueberschrift"

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