24.09.2003 / Autor: Karl Urban Astronomie > Kosmologie

Schall im All?

Es ist eine allgemein anerkannte Tatsache: Im All können sich keine Geräusche fortbewegen. Laute Explosionen oder das Aufjaulen von Triebwerken, die uns allzu oft im Science Fiction vorgehalten werden, sind eine dramaturgische Erfindung des Films. Und trotzdem: Es gibt ihn, den Schall im All.



Aufnahme im Röntgenbereich: Ringe im Bereich des Schwarzen Lochs
(Bild: Chandra/NASA)
Es klang schon etwas sonderbar: Da vermeldeten Astronomen, die mithilfe des Chandra-Röntgenteleskops eine große Gaswolke in der Galaxie Perseus A beobachtet hatten, dass sie den "tiefsten Ton im Universum" gemessen hatten. Urheber dieses Geräuschs sei ein Schwarzes Loch im Zentrum dieser Galaxie, so die Forscher. Der Ton sei allerdings für das menschliche Ohr nicht hörbar, sondern liege "etwa 57 Oktaven unter dem mittleren C". Der Ton, der gemessen wurde, sei übrigens ein B gewesen (siehe Newsmeldung vom 10.09.2003: Der Klang eines Schwarzen Lochs).

Wie passt diese Meldung mit der allgemeinen Auffassung eines geräuschlosen Weltalls zusammen?
Schall reist, anders als Licht und andere elektromagnetische Wellen, mithilfe der Kompression eines Mediums vorwärts. Auf der Erde werden die Luftmoleküle immer von der Stelle ausgehend, wo ein Geräusch entsteht, zusammengepresst und breiten sich schließlich als Druckwelle von diesem Punkt aus. Das gleiche Prinzip funktioniert auch im Wasser, wenn auch die Geräusche sehr viel weniger weit kommen, da das Medium zäher ist als Luft. Selbst das Innere der Erde transportiert Schallwellen. So können Erdbebenwellen (oder seismische Wellen) über sehr weite Entfernungen gemessen werden.

Der fast materielose Raum des Weltalls ist hier nicht sehr effizient, kann allerdings auch als Medium zum Transport von Schallwellen dienen.
Ein sehr empfindliches "Mikrofon" nutzten schließlich die Forscher, die das sehr tiefe B vom Schwarzen Loch in Perseus A nachwiesen. Das NASA-Röntgen-Weltraumteleskop Chandra entdeckte Gas, welches durch den Schall zu konzentrierten Ringen zusammengepresst war - ganz ähnlich nach dem Auftreffen eines Steins in einem Teich.

Schall sehen
Andrew Fabian vom Institut für Astronomie in Cambridge, England erklärte in einem Interview mit Space.com, wie die Geräusche erzeugt wurden und sie durch den Kosmos gelangt sind.



Das NASA-Weltraumteleskop erforscht das All im Röntgenbereich. Dieser Teil der Astrnomie ist fast nur aus dem Erdorbit durchführbar, da Röntgenstrahlung die Erdatmosphäre nicht durchdringen kann.
(Grafik: NASA)
Das Schwarze Loch, das untersucht wurde, befindet sich inmitten eines Galaxienhaufens. Dies ist auch eine Region des Universums, in der mehr Gasmoleküle vorhanden sind, als im durchschnittlichen Raum.
Wie zwei gigantische Lautsprecher-Membranen befinden sich in dem Galaxienhaufen zwei Regionen, in denen das Gas heißer ist als in ihrer Umgebung. Diese Hitze stammt aus der Umgebung des Schwarzen Lochs, als es die Materie auf Lichtgeschwindigkeit brachte, um sie dann zu verschlucken.

"Die notwendigen Wiederholungen um aus dem Geräusch eine Note zu machen erzeugen die "Membranen": Das ultraheiße Gas ist dünner als das Gas des Galaxienhaufens", sagte Fabian. "Also ähnelt der Prozess dem was passiert, wenn ein Kind in einen Strohhalm eines Glases Milch pustet."
Etwa alle zehn Millionen Jahre verlässt eine Wellenblase das System.

"Schallwellen sind Wellen von Druckunterschieden, die durch das Gas reisen", sagte Fabian. "Durch das Verdrängen von nahen Partikeln durch den Druck, d.h. zum Beispiel die der Membran eines Lautsprechers, entsteht eine ein Druck-Spitze und diese Partikel werden auf die nächsten treffen und so weiter. Das Resultat ist, dass diese Spitze weiterwandert, obwohl letztendlich kein Partikel seine aktuelle Position verlässt. Nur durch das gegenseitige Anstoßen erfolgt die Übertragung des Geräuschs.

Während die Spitzen durch die Wolken heißen Gases transportiert werden, stoßen dessen Atome des öfteren zusammen. Die dabei abgegebene Röntgenstrahlung erscheint in der Form von Ringen. Als Teil des elektromagnetischen Strahlungsspektrums (wie auch Licht) kann Röntgenstrahlung durch den leeren Raum reisen und von Chandra entdeckt werden.
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