Quelle: NASA, 30. Dezember 2025

Astronomen entdeckten diesen Galaxienhaufen am 31. Dezember 2020. Das Datum, kombiniert mit dem blasenartigen Aussehen der Galaxien und dem überhitzten Gas, das mit Chandra Beobachtungen sichtbar wurde (dargestellt in violett), inspirierte die Wissenschaftler dazu, dem Galaxienhaufen den Spitznamen „Champagner Cluster“ zu geben, einen viel einprägsameren Namen als seine offizielle Bezeichnung RM J130558.9+263048.4.

Das neue zusammengesetzte Bild zeigt, dass es sich beim Champagner Cluster tatsächlich um zwei Galaxienhaufen handelt, die gerade dabei sind, zu einem noch größeren Haufen zu verschmelzen. Gas mit einer Temperatur von mehreren Millionen Grad in Galaxienhaufen nimmt in Bildern normalerweise eine annähernd kreisförmige oder mäßig ovale Form an, aber im Champagner Haufen ist es von oben nach unten weiter verteilt, was auf die Anwesenheit der beiden kollidierenden Haufen hinweist. Zwei Gruppen einzelner Galaxien, aus denen die kollidierenden Haufen bestehen, sind oben und unten in der Mitte zu sehen. (Das Bild wurde um 90 Grad im Uhrzeigersinn gedreht, sodass Norden nach rechts zeigt.) Das heiße Gas überwiegt die Gesamtmasse aller über hundert einzelnen Galaxien in dem sich neu bildenden Cluster. Die Cluster enthalten außerdem noch größere Mengen an unsichtbarer dunkler Materie, jener mysteriösen Substanz, die das Universum durchdringt.

Zusätzlich zu den Chandra Daten enthält dieses neue Bild optische Daten aus den Legacy Surveys (rot, grün und blau), die aus drei einzelnen, sich ergänzenden Durchmusterungen verschiedener Teleskope in Arizona und Chile bestehen.
Der Champagne-Cluster gehört zu einer seltenen Klasse von verschmelzenden Clustern, zu denen auch der bekannte Bullet Cluster gehört, bei denen das heiße Gas in jedem Cluster kollidiert und abgebremst wurde und es eine klare Trennung zwischen dem heißen Gas und der massereichsten Galaxie in jedem Cluster gibt.

Durch den Vergleich der Daten mit Computersimulationen kamen Astronomen zu zwei Möglichkeiten für die Entstehungsgeschichte des Champagner Clusters. Eine davon ist, dass die beiden Cluster bereits vor über zwei Milliarden Jahren miteinander kollidiert sind. Nach der Kollision bewegten sich die beiden Cluster nach außen und wurden dann durch die Schwerkraft wieder aufeinander zu gezogen, sodass sie nun auf eine zweite Kollision zusteuern. Die andere Möglichkeit ist, dass es vor etwa 400 Millionen Jahren zu einer einzigen Kollision kam und sich die beiden Cluster seitdem voneinander entfernen. Die Forscher glauben, dass weitere Untersuchungen des Champagner Clusters ihnen möglicherweise Aufschluss darüber geben können, wie dunkle Materie auf eine Hochgeschwindigkeitskollision reagiert.

Ein Artikel, der diese Ergebnisse beschreibt, erschien kürzlich im Astrophysical Journal und ist online verfügbar. Die Autoren des Artikels sind Faik Bouhrik, Rodrigo Stancioli und David Wittman, alle von der University of California, Davis.

Das Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, leitet das Chandra-Programm. Das Chandra X-ray Center des Smithsonian Astrophysical Observatory steuert die wissenschaftlichen Operationen von Cambridge, Massachusetts, aus und die Flugoperationen von Burlington, Massachusetts, aus.

Weitere Informationen über das Chandra-Röntgenobservatorium der NASA

https://www.nasa.gov/mission/chandra-x-ray-observatory/
https://chandra.si.edu

Visuelle Beschreibung

Diese Veröffentlichung zeigt ein zusammengesetztes Bild eines Galaxienhaufens, der am Silvestertag 2020 entdeckt wurde.
Der Haufen erscheint hier als eine große Ansammlung strahlend weißer Lichter, von denen jedes eine einzelne Galaxie darstellt. Eine neonviolette Wolke erstreckt sich über den dicht besiedelten Kern des Haufens. Viele der über hundert Galaxien im Haufen befinden sich in zwei Galaxiengruppen oben und unten in der Mitte. Einige sind von einem schwachen, leuchtenden Schleier umgeben, während einige Vordergrundsterne mit Beugungsspitzen glänzen. Einige der kleineren Galaxien sind blau, orange oder rot gefärbt, andere erscheinen eher länglich als rund, was auf spiralförmige Strukturen hindeutet, die von der Seite betrachtet werden.

Die neonviolette Wolke befindet sich im Zentrum des Bildes und umgibt den am dichtesten gepackten Teil des Haufens. Diese Wolke, die sich vertikal über den Cluster erstreckt, besteht aus Gas mit einer Temperatur von mehreren Millionen Grad, das von Chandra beobachtet wurde. Die beiden Gruppen beobachtbarer Galaxien und die Ausbreitung des überhitzten Gases zeigen, dass es sich beim Champagner Cluster tatsächlich um zwei Cluster handelt, die gerade miteinander kollidieren.

Da die beiden Cluster aus funkelndem Licht miteinander klirren und das Datum der Entdeckung ein gutes Omen ist, haben Astronomen die verschmolzene kosmische Struktur „Champagner Cluster” getauft.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Röntgenteleskop Chandra

Der Beitrag Die NASA-Raumsonde Chandra läutet das neue Jahr mit dem Champagner-Cluster ein erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: NASA / Science, 9. Dezember 2025

Astronomen haben eine Flut von Daten aus NASA-Satelliten und anderen Einrichtungen ausgewertet, um herauszufinden, was für einen außergewöhnlichen kosmischen Ausbruch verantwortlich war, der am 2. Juli entdeckt wurde.
Bei dem Ereignis handelte es sich um einen GRB (Gammastrahlenausbruch), die stärkste Klasse kosmischer Explosionen. Während die meisten GRBs nur eine Minute dauern, hielt dieser mehrere Tage an.
Die Forscher diskutieren eifrig über ihre Ergebnisse und sind sich einig, dass dieses beispiellose Ereignis wahrscheinlich eine neue Art von Sternexplosion ankündigt. Wissenschaftler sagen, die beste Erklärung für den Ausbruch sei, dass ein Schwarzes Loch einen Stern verschlungen habe, aber sie sind sich uneinig darüber, wie genau dies geschehen ist. Zu den spannenden Möglichkeiten gehören ein Schwarzes Loch mit einer Masse, die einige tausend Mal so groß ist wie die der Sonne, das einen Stern zerfetzt, der ihm zu nahe gekommen ist, oder ein viel kleineres Schwarzes Loch, das mit seinem stellaren Begleiter verschmilzt und diesen verschlingt.

„Die erste Welle von Gammastrahlen dauerte mindestens 7 Stunden, fast doppelt so lange wie der bisher längste beobachtete GRB, und wir haben weitere ungewöhnliche Eigenschaften festgestellt“, sagte Eliza Neights von der George Washington University in Washington und dem Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland. „Dies ist zweifellos ein Ausbruch, wie wir ihn in den letzten 50 Jahren noch nie gesehen haben.“
Neights und andere Astronomen stellten ihre Ergebnisse im Oktober auf der Tagung der High Energy Astrophysics Division der American Astronomical Society in St. Louis, Missouri, vor. Eine Reihe von Artikeln zu diesem Ereignis wurde bereits veröffentlicht oder zur Veröffentlichung angenommen, weitere sind in Vorbereitung.

Außergewöhnlicher Ausbruch

GRBs werden durchschnittlich etwa einmal pro Tag entdeckt und können ohne Vorwarnung überall am Himmel auftreten. Es handelt sich um sehr weit entfernte Ereignisse, wobei das nächstgelegene bekannte Beispiel mehr als 100 Millionen Lichtjahre entfernt stattfand.
Die Rekorddauer des Ausbruchs im Juli, der den Namen GRB 250702B erhielt, macht ihn zu einem einzigartigen Ereignis. Von den rund 15.000 GRBs, die seit der ersten Entdeckung des Phänomens im Jahr 1973 beobachtet wurden, ist keiner so lang, und nur ein halbes Dutzend kommt ihm auch nur annähernd nahe. Da Gelegenheiten zur Untersuchung solcher Ereignisse so selten sind und sie neue Wege zur Entstehung von GRBs aufzeigen könnten, sind Astronomen von dem Ausbruch im Juli besonders begeistert.
Die meisten Ausbrüche dauern zwischen wenigen Millisekunden und einigen Minuten und entstehen bekanntermaßen auf zwei Arten: entweder durch die Verschmelzung zweier neutronischer Sterne von der Größe einer Stadt oder durch den Kollaps eines massereichen Sterns, sobald dessen Kern keinen Brennstoff mehr hat. Bei beiden Entstehungsarten entsteht ein neues Schwarzes Loch. Ein Teil der Materie, die in Richtung des Schwarzen Lochs fällt, wird in enge Teilchenstrahlen kanalisiert, die mit nahezu Lichtgeschwindigkeit austreten und dabei Gammastrahlen erzeugen. Aber keine dieser Arten von Ausbrüchen kann ohne Weiteres Jets erzeugen, die tagelang feuern können, weshalb 250702B ein einzigartiges Rätsel darstellt.

Beobachtung des Lichts

Der Gamma-ray Burst Monitor des Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskops der NASA entdeckte den Ausbruch und löste im Laufe von drei Stunden mehrere Male aus. Er wurde auch vom Burst Alert Telescope des Neil Gehrels Swift Observatory der NASA, dem russischen Konus-Instrument der Wind-Mission der NASA, dem Gamma-Ray and Neutron Spectrometer auf Psyche – einem Raumschiff der NASA, das derzeit auf dem Weg zum Asteroiden 16 Psyche ist – und dem japanischen Monitor of All-sky X-ray Image Instrument auf der Internationalen Raumstation entdeckt.

„Der Ausbruch dauerte so lange, dass kein Hochenergiemonitor im Weltraum in der Lage war, ihn vollständig zu beobachten“, sagte Eric Burns, Astrophysiker an der Louisiana State University in Baton Rouge und Mitglied des Teams von Neights, das das Gammastrahlenglühen des Ausbruchs untersucht. „Nur durch die kombinierte Leistung der Instrumente mehrerer Raumfahrzeuge konnten wir dieses Ereignis verstehen.“
Das Weitwinkel-Röntgenteleskop der chinesischen Einstein-Sonde hat den Ausbruch ebenfalls in Röntgenstrahlen erfasst und gezeigt, dass bereits am Vortag ein Signal vorhanden war. Die erste genaue Lokalisierung erfolgte am frühen Morgen des 3. Juli, als das Röntgenteleskop von Swift den Ausbruch im Sternbild Scutum in der Nähe der dichten, staubigen Ebene unserer Milchstraße abbildete. Angesichts dieses Ortes und der Röntgenstrahlendetektion am Vortag fragten sich die Astronomen, ob es sich bei diesem Ereignis um eine andere Art von Ausbruch aus unserer eigenen Galaxie handeln könnte.

Bilder von einigen der größten Teleskope der Welt, darunter die Teleskope der Keck- und Gemini-Observatorien auf Hawaii und das Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte in Chile, deuteten darauf hin, dass sich an dieser Stelle eine Galaxie befand, sodass sich die Astronomen an das Hubble-Weltraumteleskop der NASA wandten, um ein klareres Bild zu erhalten.
„Es handelt sich definitiv um eine Galaxie, was beweist, dass es sich um eine weit entfernte und gewaltige Explosion handelte, aber sie sieht seltsam aus“, sagte Andrew Levan, Professor für Astrophysik an der Radboud-Universität in den Niederlanden, der die VLT- und Hubble-Studie leitete. „Die Hubble-Daten könnten entweder zwei verschmelzende Galaxien zeigen oder eine Galaxie mit einem dunklen Staubband, das den Kern in zwei Teile teilt.“
Neuere Bilder, die mit dem NIRcam-Instrument des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA aufgenommen wurden, stützen Levans Interpretation nachdrücklich. „Die Auflösung von Webb ist unglaublich. Wir können so deutlich sehen, dass der Ausbruch durch diese Staubbahn hindurchleuchtete, die sich über die Galaxie erstreckt“, sagte Huei Sears, Postdoktorand an der Rutgers University in New Jersey, der die NIRcam-Beobachtungen leitete. „Es ist fantastisch, den GRB-Wirt so detailliert zu sehen.“
Ende August nutzte ein Team unter der Leitung von Benjamin Gompertz von der Universität Birmingham in Großbritannien das NIRSpec-Instrument von Webb und das VLT, um die Entfernung der Galaxie und andere Eigenschaften zu bestimmen. „Der Ausbruch war bemerkenswert stark und entfaltete eine Energie, die der von tausend Sonnen entspricht, die 10 Milliarden Jahre lang leuchten“, sagte Gompertz. „Erstaunlicherweise ist die Galaxie so weit entfernt, dass das Licht dieser Explosion vor etwa 8 Milliarden Jahren zu seiner Reise begann, lange bevor sich unsere Sonne und unser Sonnensystem überhaupt zu bilden begannen.“

Eine umfassende Untersuchung des Röntgenlichts nach dem Hauptburst stützte sich auf Beobachtungen von Swift, dem Chandra-Röntgenobservatorium der NASA und der NuSTAR-Mission (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) der Behörde. Die Daten von Swift und NuSTAR zeigten schnelle Flares, die bis zu zwei Tage nach der Entdeckung des Bursts auftraten.
„Die fortgesetzte Akkretion von Materie durch das Schwarze Loch trieb einen Ausfluss an, der diese Flares erzeugte, aber der Prozess dauerte viel länger, als es in Standard-GRB-Modellen möglich ist“, sagte Studienleiter Brendan O’Connor, McWilliams-Postdoktorand an der Carnegie Mellon University in Pittsburgh. „Die späten Röntgenflares zeigen uns, dass die Energiequelle der Explosion nicht abgeschaltet werden konnte, was bedeutet, dass das Schwarze Loch nach der ersten Eruption noch mindestens einige Tage lang weiter angetrieben wurde.“

Widersprüchliche Beweise

Die Daten von Fermi und Swift deuten auf einen typischen, wenn auch ungewöhnlich langen GRB hin. Spektroskopische Beobachtungen mit Webb ergaben keine Supernova-Explosion, die normalerweise auf einen GRB nach einem Sternkollaps folgt, obwohl diese möglicherweise durch Staub und Entfernung verdeckt wurde. Einstein Probe registrierte einen Tag vor dem Ausbruch Röntgenstrahlen, während NuSTAR bis zu zwei Tage danach Röntgenflares verfolgte, was beides für GRBs untypisch ist.
Darüber hinaus zeigt eine detaillierte Studie unter der Leitung von Jonathan Carney, einem Doktoranden an der University of North Carolina in Chapel Hill, dass sich die Wirtsgalaxie stark von den typischerweise kleinen Galaxien unterscheidet, in denen die meisten GRBs nach einem Sternenkollaps auftreten. „Diese Galaxie ist überraschend groß und hat mehr als doppelt so viel Masse wie unsere eigene Galaxie“, sagte er.
In beiden der am häufigsten diskutierten Szenarien wird das Schwarze Loch den Stern innerhalb von etwa einem Tag verschlungen haben.
Das erste Szenario geht von einem Schwarzen Loch mittlerer Masse aus, das einige Tausend Sonnenmassen und einen Ereignishorizont – den Punkt, an dem es kein Zurück mehr gibt – hat, der um ein Vielfaches größer ist als die Erde. Ein Stern wandert zu nahe heran, wird durch die Gravitationskräfte entlang seiner Umlaufbahn gedehnt und schnell vom Schwarzen Loch verschlungen. Dies beschreibt, was Astronomen als Gezeitenzerreißungsereignis bezeichnen, das jedoch durch ein selten beobachtetes „mittelschweres” Schwarzes Loch verursacht wird, dessen Masse viel größer ist als die von Sternen, die durch einen Sternenkollaps entstanden sind, und viel kleiner als die von Giganten, die sich im Zentrum großer Galaxien befinden.

Das Gammastrahlenteam bevorzugt ein anderes Szenario, denn wenn dieser Ausbruch wie andere ist, muss die Masse des Schwarzen Lochs eher der unserer Sonne ähneln. Ihr Modell sieht ein Schwarzes Loch vor, das etwa dreimal so massereich ist wie die Sonne – mit einem Ereignishorizont von nur 18 Kilometern Durchmesser –, das einen Begleitstern umkreist und mit ihm verschmilzt. Der Stern hat eine ähnliche Masse wie das Schwarze Loch, ist aber viel kleiner als die Sonne. Das liegt daran, dass seine Wasserstoffatmosphäre größtenteils abgetragen wurde, bis auf seinen dichten Heliumkern, wodurch ein Objekt entstanden ist, das Astronomen als Heliumstern bezeichnen.
In beiden Fällen fließt Materie aus dem Stern zunächst zum Schwarzen Loch und sammelt sich in einer riesigen Scheibe, von der aus das Gas schließlich in das Schwarze Loch stürzt. An einem bestimmten Punkt dieses Prozesses beginnt das System, hell im Röntgenlicht zu leuchten. Dann, während das Schwarze Loch die Materie des Sterns schnell verschlingt, schießen Gammastrahlen nach außen.
Bemerkenswert ist, dass das Modell der Heliumsternverschmelzung eine einzigartige Vorhersage trifft. Sobald das Schwarze Loch vollständig in den Hauptkörper des Sterns eingetaucht ist und ihn von innen auffrisst, explodiert die freigesetzte Energie den Stern und treibt eine Supernova an.
Leider ereignete sich diese Explosion hinter enormen Staubmengen, sodass selbst die Leistungsfähigkeit des Webb-Teleskops nicht ausreichte, um die erwartete Supernova zu sehen. Während eindeutige Beweise für die Erklärung der Ereignisse vom 2. Juli noch auf zukünftige Ereignisse warten müssen, hat 250702B bereits neue Erkenntnisse über die längsten GRBs geliefert, was zum großen Teil der ständigen kosmischen Überwachung durch die Observatorien und Instrumente der NASA im Rahmen der Bemühungen der Behörde zur Erforschung und zum Verständnis des Universums zu verdanken ist.
Die von Neights verfasste Arbeit über Gammastrahlen wurde von den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (Preprint) angenommen. Die Arbeit von Gompertz über NIRSpec (Preprint) wurde bei The Astrophysical Journal Letters eingereicht, das am 26. November die Arbeit von Carney, am 14. November die Arbeit von O’Connor über Röntgenstrahlen und im August die Arbeit von Levan veröffentlicht hat.
Die Fermi-Mission ist eine Partnerschaft im Bereich der Astrophysik und Teilchenphysik, die von der NASA Goddard geleitet und in Zusammenarbeit mit dem US-Energieministerium entwickelt wurde, mit wichtigen Beiträgen von akademischen Einrichtungen und Partnern in Frankreich, Deutschland, Italien, Japan, Schweden und den Vereinigten Staaten. Die Swift-Mission wird von Goddard in Zusammenarbeit mit der Penn State University, dem Los Alamos National Laboratory in New Mexico, Northrop Grumman Space Systems in Dulles, Virginia, und Partnern wie der University of Leicester und dem Mullard Space Science Laboratory im Vereinigten Königreich, dem Brera-Observatorium in Italien und der italienischen Weltraumagentur ASI geleitet.
Hubble ist ein Projekt der internationalen Zusammenarbeit zwischen der NASA und der ESA und wird von Goddard geleitet. Webb, das weltweit führende Weltraumobservatorium, ist eine gemeinsame Mission der NASA, der ESA und der kanadischen Weltraumagentur.
NuSTAR wird von Caltech geleitet und vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien verwaltet. Das Missionskontrollzentrum befindet sich an der University of California in Berkeley. NuSTAR wurde in Zusammenarbeit mit der Dänischen Technischen Universität und der Italienischen Weltraumagentur entwickelt.
Das Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, verwaltet das Chandra-Programm. Das Chandra X-ray Center des Smithsonian Astrophysical Observatory steuert die wissenschaftlichen Operationen von Cambridge, Massachusetts, aus und die Flugoperationen von Burlington, Massachusetts, aus.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Schwarze Löcher
• Gamma Ray Bursts (GRBs)

Der Beitrag Schwarzes Loch verschlingt Stern erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Nachdem Forschende im Jahr 1939 die Existenz von Schwarzen Löchern vorhergesagt hatten, blieben diese zunächst ein rein theoretisches Gebilde. Wenn überhaupt, beschäftigten sich Mathematiker und theoretische Physiker damit, vor allem waren das die Liebhaber der Allgemeinen Relativitätstheorie. Astronomen und Astrophysikerinnen hingegen kümmerten sich nicht um Schwarze Löcher – denn noch war sich niemand sicher, dass es sie tatsächlich gibt.

Das sollte sich erst in den 1960er-Jahren ändern. Damals wurde klar, dass Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie nicht nur ein theoretisches Konstrukt ist, sondern sich auch an astronomischen Himmelsobjekten beobachten lässt. Da Schwarze Löcher eine Konsequenz aus der Allgemeinen Relativitätstheorie sind, stellte sich damit die Fragen, ob es sie tatsächlich gibt und falls ja, wie man sie überhaupt beobachten könnte.

In dieser Folge erzählt Franzi, wie Astronominnen und Astronomen das erste Schwarze Loch entdeckt haben: eine helle Röntgenquelle namens Cygnus X-1 im Sternbild Schwan – und warum sie sich trotzdem lange Zeit nicht sicher sein konnten, dass es wirklich existierte.

Im AstroGeo Podcast erzählen sich die Wissenschaftsjournalisten Franziska Konitzer und Karl Urban regelmäßig eine Geschichte, die ihnen entweder die Steine unseres kosmischen Vorgartens eingeflüstert – oder die sie in den Tiefen und Untiefen des Universums aufgestöbert haben. Der Podcast ist auch auf Apple Podcasts oder Spotify zu finden.

Frühere Ausgaben des AstroGeo Podcast gibt es auf astrogeo.de. AstroGeo ist ein Podcast der Riffreporter eG. Er ist frei verfügbar und entsteht durch die finanzielle Unterstützung seiner Hörerinnen und Hörer. Das geht mit einem monatlichen Abonnement oder einer Spende. Diese und jede andere Form der finanziellen Unterstützung hilft dabei, dass der Podcast weiter werbefrei bleibt.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• AstroGeo Podcast
• Schwarze Löcher

Der Beitrag AstroGeo Podcast: Cygnus X-1, das erste Schwarzes Loch erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: NASA, 9. Oktober 2024.

Cambridge, Mass., 9. Oktober 2024 – Diese künstlerische Darstellung zeigt eine Scheibe aus Material (rot, orange und gelb), die entstand, nachdem ein supermassereiches Schwarzes Loch (rechts abgebildet) einen Stern durch starke Gezeitenkräfte zerrissen hatte. Im Laufe einiger Jahre dehnte sich diese Scheibe nach außen aus, bis sie auf ein anderes Objekt traf – entweder einen Stern oder ein kleines schwarzes Loch -, das sich ebenfalls auf einer Umlaufbahn um das riesige schwarze Loch befindet. Jedes Mal, wenn dieses Objekt mit der Scheibe zusammenstößt, sendet es einen Ausbruch von Röntgenstrahlung aus, der von Chandra entdeckt wird. Die Einblendung zeigt Chandra-Daten (lila) und ein optisches Bild der Quelle von Pan-STARRS (rot, grün und blau).

2019 bemerkte ein optisches Teleskop in Kalifornien einen Lichtausbruch, den Astronomen später als „tidal disruption event“ (TDE) einordneten. Dabei handelt es sich um Fälle, in denen Schwarze Löcher durch ihre starken Gezeitenkräfte Sterne zerreißen, wenn sie ihnen zu nahe kommen. Die Astronomen gaben diesem TDE den Namen AT2019qiz.

In der Zwischenzeit verfolgten die Wissenschaftler auch eine andere Art von kosmischen Phänomenen, die gelegentlich im Universum beobachtet werden. Dabei handelt es sich um kurze und regelmäßige Ausbrüche von Röntgenstrahlung in der Nähe supermassereicher schwarzer Löcher. Die Astronomen nannten diese Ereignisse „quasi-periodische Eruptionen“ oder QPEs.

Diese neueste Studie liefert den Wissenschaftlern Hinweise darauf, dass TDEs und QPEs wahrscheinlich zusammenhängen. Die Forscher gehen davon aus, dass QPEs entstehen, wenn ein Objekt in die Scheibe stürzt, die nach der TDE zurückbleibt. Obwohl es auch andere Erklärungen geben könnte, vermuten die Autoren der Studie, dass dies die Quelle zumindest einiger QPEs ist.

Im Jahr 2023 untersuchten Astronomen mit Chandra und Hubble gleichzeitig die Trümmer, die nach dem Ende der Gezeitenstörung zurückblieben. Die Chandra-Daten wurden bei drei verschiedenen Beobachtungen im Abstand von jeweils etwa 4 bis 5 Stunden gewonnen. Die insgesamt etwa 14-stündige Chandra-Belichtung ergab nur ein schwaches Signal im ersten und letzten Teilstück, aber ein sehr starkes Signal in der mittleren Beobachtung.

Daraufhin nutzten die Forscher den Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) der NASA, um AT2019qiz regelmäßig auf wiederholte Röntgenausbrüche zu untersuchen. Die NICER-Daten zeigten, dass AT2019qiz etwa alle 48 Stunden ausbricht. Beobachtungen des Neil-Grels-Swift-Observatoriums der NASA und des indischen AstroSat-Teleskops untermauerten dieses Ergebnis.

Die ultravioletten Daten von Hubble, die zur gleichen Zeit wie die Chandra-Beobachtungen gewonnen wurden, ermöglichten es den Wissenschaftlern, die Größe der Scheibe um das supermassereiche Schwarze Loch zu bestimmen. Sie stellten fest, dass die Scheibe so groß geworden ist, dass jedes Objekt, das das Schwarze Loch umkreist und etwa eine Woche oder weniger für einen Umlauf benötigt, mit der Scheibe kollidieren und Eruptionen verursachen würde.

Dieses Ergebnis hat Auswirkungen auf die Suche nach weiteren quasi-periodischen Eruptionen im Zusammenhang mit Gezeitenstörungen. Die Entdeckung weiterer solcher Ausbrüche würde es den Astronomen ermöglichen, die Häufigkeit und die Entfernungen von Objekten in engen Umlaufbahnen um supermassereiche schwarze Löcher zu messen. Einige dieser Objekte könnten hervorragende Ziele für die geplanten zukünftigen Gravitationswellenobservatorien sein.

Die Arbeit, die diese Ergebnisse beschreibt, erscheint in der Ausgabe vom 9. Oktober 2024 der Zeitschrift Nature. Der Erstautor des Artikels ist Matt Nicholl (Queen’s University Belfast in Irland). Die vollständige Liste der Autoren ist in dem Artikel zu finden, der online verfügbar ist unter: https://arxiv.org/abs/2409.02181

Das Marshall Space Flight Center der NASA leitet das Chandra-Programm. Das Chandra X-ray Center des Smithsonian Astrophysical Observatory steuert den wissenschaftlichen Betrieb von Cambridge, Massachusetts, und den Flugbetrieb von Burlington, Massachusetts, aus.

Lesen Sie mehr vom Chandra-Röntgenobservatorium der NASA.

Erfahren Sie hier mehr über das Chandra-Röntgenobservatorium und seine Mission:

https://www.nasa.gov/chandra

Übersetzung: DeepL.com / Stefan Goth

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Schwarze Löcher

Der Beitrag NASA: Schwarzes Loch zerstört Stern und jagt einen weiteren erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Universität zu Köln 18. Juli 2024.

18. Juli 2024 – Ein internationales Team von Forscher*innen unter Leitung von PD Dr. Florian Peißker hat einen Sternenhaufen in direkter Umgebung des supermassiven Schwarzen Lochs SgrA* (Sagittarius A Stern) im Zentrum unserer Galaxie untersucht und Anzeichen für ein weiteres, mittelschweres Schwarzes Loch gefunden. In unserem ganzen Universum sind trotz enormer Anstrengungen der Forschung bisher nur ungefähr zehn dieser mittelschweren Schwarzen Löcher gefunden worden. Wissenschaftler*innen nehmen an, dass sie sich schon kurz nach dem Urknall gebildet haben und durch Verschmelzung als „Samen“ für supermassive Schwarze Löcher fungieren. Die Studie wurde unter dem Titel „The Evaporating Massive Embedded Stellar Cluster IRS 13 Close to Sgr A*. II. Kinematic structure“ im Fachjournal The Astrophysical Journal veröffentlicht.

Der untersuchte Sternenhaufen namens IRS 13 liegt in einer Entfernung von 0,1 Lichtjahren vom Zentrum unserer Galaxie. Für astronomische Verhältnisse ist dies sehr nah, allerdings müsste man unser Sonnensystem dennoch zwanzig Mal von einem Ende zum anderen bereisen, um diese Strecke zurückzulegen. Den Forscher*innen ist aufgefallen, dass die Sterne, die in IRS 13 enthalten sind, sich unerwartet geordnet bewegen. Eigentlich hätten die Forscher*innen eine zufällige Anordnung der Sterne erwartet. Die geordnete Bewegung lässt zwei Schlüsse zu: Zum einen scheint IRS 13 mit SgrA* zu interagieren, was zu der geordneten Bewegung der Sterne führt. Zum anderen muss es etwas innerhalb des Sternenhaufens geben, damit dieser seine beobachtete kompakte Form behalten kann.

Multiwellenlängenbeobachtungen mit dem Very Large Telescope sowie den Teleskopen ALMA und Chandra deuten nun darauf hin, dass der Grund für die kompakte Form von IRS 13 ein mittelschweres Schwarzes Loch sein könnte, welches sich im Zentrum des Sternenhaufens befindet. Dafür würde sprechen, dass die Forscher*innen charakteristische Röntgenstrahlung sowie ionisiertes Gas beobachten konnten, das mit einer Geschwindigkeit von mehreren 100 km/s in Form eines Rings um die vermutete Position des mittelschweren Schwarzen Lochs rotiert.

Ein weiteres Indiz für die Anwesenheit eines mittelschweren Schwarzen Lochs ist die ungewöhnlich hohe Dichte des Sternenhaufens, die höher ist als jede andere bekannte Dichte eines Sternenhaufens in unserer Milchstraße. „Es scheint sich bei IRS 13 möglicherweise um einen essentiellen Baustein für das Wachstum unseres zentralen Schwarzen Lochs SgrA* zu handeln“, so Florian Peißker, Erstautor der Studie. „Dieser faszinierende Sternenhaufen überrascht die wissenschaftliche Community immer wieder, seitdem er vor rund zwanzig Jahren entdeckt wurde. Zunächst dachte man, dass es sich um einen ungewöhnlich schweren Stern handelt. Mit den hochaufgelösten Daten können wir nun aber die bausteinartige Zusammensetzung mit einen mittelschweren Schwarzen Loch im Zentrum belegen.“ Geplante Beobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop sowie dem sich im Bau befindenden Extremely Large Telescope werden weitere Einblicke in die Vorgänge innerhalb des Sternenhaufens liefern.

Originalpublikation:
doi.org/10.3847/1538-4357/ad4098
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ad4098
pdf: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ad4098/pdf

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Schwarze Löcher

Der Beitrag Weiteres mittelschweres Schwarzes Loch im Zentrum unserer Galaxie gefunden erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: AIP 2. November 2022.

2. November 2022 – Während der „Anti-Aging-Effekt“ von heißen Jupitern, d.h. riesigen gasförmigen Exoplaneten, die einen Stern in Merkur-Entfernung oder näher umkreisen, schon früher beobachtet wurde, dokumentieren neue Beobachtungen nun zum ersten Mal den Effekt systematisch und liefern somit den bisher stärksten Nachweis für dieses exotische Phänomen.

„In der Medizin braucht man viele Menschen, die an einer Studie teilnehmen, um zu wissen, ob die Effekte real sind oder eine Art Ausreißer“, sagt Nikoleta Ilic, Doktorandin in der Abteilung Sternphysik und Exoplaneten am AIP und Erstautorin der Studie. „Das gleiche gilt manchmal auch für die Astronomie, und diese Studie gibt uns die Gewissheit, dass diese heißen Jupiter die Sterne, die sie umkreisen, tatsächlich jünger wirken lassen, als sie sind.“

Ein heißer Jupiter kann seinen Wirtsstern durch Gezeitenkräfte beeinflussen, so dass sich der Stern schneller dreht, als wenn er keinen solchen Planeten hätte. Diese schnellere Rotation kann dazu führen, dass der Wirtsstern aktiver wird und mehr Röntgenstrahlung erzeugt, was auf ein jüngeres Alter des Sterns hindeuten kann.

Wie beim Menschen gibt es jedoch viele Faktoren, die die Vitalität eines Sterns bestimmen können. Alle Sterne verlangsamen mit zunehmendem Alter ihre Rotation und Aktivität und erleben weniger Ausbrüche. Da es schwierig ist, das Alter der meisten Sterne genau zu bestimmen, war es für Astronominnen und Astronomen bisher schwierig festzustellen, ob ein Stern ungewöhnlich aktiv ist, weil er von einem nahen Planeten beeinflusst wird, der ihn jünger erscheinen lässt, als er ist, oder weil er tatsächlich jung ist.

Die Forscherinnen gingen dieses Problem an, indem sie Doppelsternsysteme untersuchten, bei denen die Sterne weit voneinander entfernt sind, aber nur einer von ihnen von einem heißen Jupiter umkreist wird. Astronominnen und Astronomen wissen, dass sich die Sterne in den Doppelsternsystemen, genau wie menschliche Zwillinge, gleichzeitig bilden. Der Abstand zwischen den Sternen ist viel zu groß, als dass sie sich gegenseitig beeinflussen könnten oder als dass der heiße Jupiter den anderen Stern beeinflussen könnte. Das bedeutet, dass sie den planetenfreien Stern im System als „Kontrollproband“ verwenden können.

„Es ist fast so, als würde man Zwillinge in einer Studie verwenden, bei der ein Zwilling in einer völlig anderen Umgebung lebt, die sich auf ihre Gesundheit auswirkt“, erklärt Mitautorin Prof. Dr. Katja Poppenhäger, Leiterin der Abteilung Sternphysik und Exoplaneten am AIP. „Indem wir einen Stern mit einem nahegelegenen Planeten mit seinem Zwilling ohne einen solchen vergleichen, können wir die Unterschiede im Verhalten der gleichaltrigen Sterne untersuchen.“

Das Team beobachtete die von den Sternen ausgesandte Röntgenstrahlung mit den Weltraumteleskopen Chandra und XMM-Newton, um zu bestimmen, wie „jung“ ein Stern ist. Sie suchten nach Anzeichen für den Einfluss ihrer Planeten auf die Sterne, indem sie fast drei Dutzend Systeme im Röntgenlicht studierten. Sie fanden heraus, dass die Sterne mit heißen Jupitern tendenziell heller im Röntgenlicht und damit aktiver waren als ihre Begleitsterne ohne heiße Jupiter.

„In früheren Fällen gab es einige sehr faszinierende Hinweise, aber jetzt haben wir endlich den statistischen Beweis, dass einige Planeten tatsächlich ihre Sterne beeinflussen und sie jung halten“, so Mitautorin Marzieh Hosseini, ebenfalls AIP-Forscherin. „Wir hoffen, dass künftige Studien dazu beitragen werden, mehr Systeme zu entdecken, um diesen Effekt besser zu verstehen.“

Originalveröffentlichung
Tidal star–planet interaction and its observed impact on stellar activity in planet-hosting wide binary systems. N. Ilic, K. Poppenhaeger, S. Marzieh Hosseini, 2022, MNRAS, 513, 3, 4380, doi.org/10.1093/mnras/stac861, https://academic.oup.com/mnras/article/513/3/4380/6564186, https://arxiv.org/abs/2203.13637, pdf: https://arxiv.org/pdf/2203.13637.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Exoplaneten

Der Beitrag Die verjüngende Wirkung von Planeten auf ihre Sterne erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: 12. Oktober 2022. Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian.

Cambridge, Mass. – Im Oktober 2018 wurde ein kleiner Stern in Stücke gerissen, als er zu nahe an einem Schwarzen Loch in einer Galaxie in 665 Millionen Lichtjahren Entfernung von der Erde vorbeizog. Auch wenn es aufregend klingen mag, kam das Ereignis für Astronomen, die beim Scannen des Nachthimmels gelegentlich Zeugen solcher gewalttätigen Vorfälle werden, nicht überraschend.

Doch fast drei Jahre nach dem Massaker erhellt dasselbe Schwarze Loch den Himmel erneut – und es hat nichts Neues verschluckt, sagen die Wissenschaftler. „Das hat uns völlig überrascht – niemand hat so etwas je zuvor gesehen“, sagt Yvette Cendes, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) und Hauptautorin einer neuen Studie, die das Phänomen analysiert.

Das Team kommt zu dem Schluss, dass das Schwarze Loch nun Material ausstößt, das sich mit halber Lichtgeschwindigkeit fortbewegt, ist sich aber nicht sicher, warum der Ausfluss um mehrere Jahre verzögert wurde. Die Ergebnisse, die diese Woche im Astrophysical Journal veröffentlicht wurden, könnten den Wissenschaftlern helfen, das Fressverhalten von Schwarzen Löchern besser zu verstehen, das Cendes mit dem „Rülpsen“ nach einer Mahlzeit vergleicht.

Das Team entdeckte den ungewöhnlichen Ausbruch bei der Überprüfung von Gezeitenstörungen (TDEs) – wenn eindringende Sterne von Schwarzen Löchern zerstückelt werden -, die in den letzten Jahren aufgetreten sind. Radiodaten des Very Large Array (VLA) in New Mexico zeigten, dass das Schwarze Loch im Juni 2021 auf mysteriöse Weise wieder aufgetaucht war. Cendes und sein Team beeilten sich, das Ereignis genauer zu untersuchen.

Wir beantragten „Director’s Discretionary Time“ für mehrere Teleskope, denn wenn man etwas so Unerwartetes findet, kann man nicht auf den normalen Zyklus der Teleskopanträge warten, um es zu beobachten“, erklärt Cendes. „Alle Anträge wurden sofort angenommen.“ Das Team sammelte Beobachtungen des TDE, das den Namen AT2018hyz trägt, in verschiedenen Wellenlängen des Lichts mit Hilfe des VLA, des ALMA-Observatoriums in Chile, des MeerKAT in Südafrika, des Australian Telescope Compact Array in Australien sowie des Chandra X-Ray Observatoriums und des Neil Gehrels Swift Observatoriums im Weltraum. Die Radiobeobachtungen der TDE erwiesen sich als am auffälligsten.

„Wir untersuchen TDEs seit mehr als einem Jahrzehnt mit Radioteleskopen und stellen manchmal fest, dass sie in Radiowellen leuchten, wenn sie Material ausspucken, während der Stern zunächst von dem Schwarzen Loch verschlungen wird“, sagt Edo Berger, Professor für Astronomie an der Harvard University und am CfA und Mitautor der neuen Studie. „Aber bei AT2018hyz herrschte in den ersten drei Jahren Funkstille, und jetzt leuchtet er dramatisch auf und wird zu einem der am stärksten im Radio leuchtenden TDEs, die je beobachtet wurden.“

Sebastian Gomez, Postdoktorand am Space Telescope Science Institute und Mitautor der neuen Arbeit, sagt, dass AT2018hyz im Jahr 2018 „unauffällig“ war, als er es zum ersten Mal mit Teleskopen für sichtbares Licht untersuchte, darunter das 1,2-Meter-Teleskop am Fred Lawrence Whipple Observatory in Arizona. Gomez, der damals zusammen mit Berger an seiner Doktorarbeit arbeitete, berechnete anhand theoretischer Modelle, dass der vom Schwarzen Loch zerrissene Stern nur ein Zehntel der Masse unserer Sonne hatte. „Wir haben AT2018hyz mehrere Monate lang im sichtbaren Licht beobachtet, bis er verblasste, und ihn dann aus unserem Gedächtnis gelöscht“, sagt Gomez.

TDEs sind dafür bekannt, dass sie Licht emittieren, wenn sie auftreten. Wenn sich ein Stern einem Schwarzen Loch nähert, beginnen die Gravitationskräfte, den Stern zu dehnen oder zu spaghettisieren. Schließlich dreht sich das gedehnte Material spiralförmig um das Schwarze Loch und erhitzt sich, wodurch ein Lichtblitz entsteht, den Astronomen noch aus Millionen von Lichtjahren Entfernung erkennen können. Gelegentlich wird etwas spaghettiertes Material zurück ins All geschleudert. Astronomen vergleichen dies mit schwarzen Löchern, die unordentliche Esser sind – nicht alles, was sie zu verzehren versuchen, schafft es in ihren Mund. Aber die Emission, die als Ausfluss bekannt ist, entwickelt sich normalerweise schnell nach dem Auftreten einer TDE – nicht erst Jahre später. „Es ist, als ob dieses Schwarze Loch plötzlich anfängt, einen Haufen Material von dem Stern, den es vor Jahren verschlungen hat, auszuspucken“, erklärt Cendes. In diesem Fall sind die Rülpser gewaltig.

Der Ausfluss von Material bewegt sich mit bis zu 50 Prozent der Lichtgeschwindigkeit. Zum Vergleich: Die meisten TDEs haben einen Ausfluss, der sich mit 10 Prozent der Lichtgeschwindigkeit fortbewegt, sagt Cendes. „Dies ist das erste Mal, dass wir eine so lange Verzögerung zwischen dem Einströmen und dem Ausströmen beobachten konnten“, sagt Berger. „Der nächste Schritt besteht darin, zu untersuchen, ob dies tatsächlich häufiger vorkommt und wir uns TDEs einfach nicht spät genug in ihrer Entwicklung angesehen haben.“

Weitere Co-Autoren der Studie sind Kate Alexander und Aprajita Hajela von der Northwestern University; Ryan Chornock, Raffaella Margutti und Daniel Brethauer von der University of California, Berkley; Tanmoy Laskar von der Radboud University; Brian Metzger von der Columbia University; Michael Bietenholz von der York University und Mark Wieringa von der Australia Telescope National Facility.

Über das Zentrum für Astrophysik | Harvard & Smithsonian

Das Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian ist eine Zusammenarbeit zwischen Harvard und dem Smithsonian mit dem Ziel, die größten ungelösten Fragen der Menschheit über die Natur des Universums zu stellen und letztendlich zu beantworten. Das Center for Astrophysics hat seinen Hauptsitz in Cambridge, MA, und verfügt über Forschungseinrichtungen in den USA und der ganzen Welt.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Schwarze Löcher

Der Beitrag Schwarzes Loch stößt Jahre nach dem Zerfetzen eines Sterns Material aus erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Friedrich-Schiller-Universität Jena.

28. Februar 2022 – Ein internationales Forschungsteam hat möglicherweise den „Schallknall“ einer sogenannten Kilonova entdeckt. So bezeichnet man die gewaltige Explosion, die entsteht, wenn zwei Neutronensterne miteinander kollidieren. Die Kilonova „GW170817“ im Sternbild Hydra ist das erste Objekt überhaupt, bei dem sowohl Gravitationswellen als auch elektromagnetische Strahlung gemessen werden konnten. Seinen Namen trägt „GW170817“, weil es am 17. August 2017 entdeckt wurde: Die Laser-Interferometer LIGO (in den USA) und Virgo (in Italien) haben an diesem Tag die Gravitationswellen registriert, die mit einem Ausbruch von Gammastrahlen zusammenfielen.

Seitdem haben Astronomen Teleskope auf der ganzen Welt und im Weltraum auf GW170817 gerichtet und untersuchen seine Strahlung im gesamten elektromagnetischen Spektrum. Chandra ist dabei das einzige Observatorium, das mehr als vier Jahre nach dem Ereignis immer noch Strahlung registrieren kann, die von dieser außergewöhnlichen kosmischen Kollision stammt. „Die unmittelbaren Folgen einer Neutronensternverschmelzung untersuchen zu können, ist absolutes Neuland“, sagt Aprajita Hajela von der Northwestern University (USA), die die aktuelle Studie von GW170817 mit Chandra geleitet hat.

Verschmolzene Neutronensterne strahlen Materie-Jet ab
Bisher gehen Astronomen davon aus, dass nach der Verschmelzung von Neutronensternen deren Trümmer sichtbares und infrarotes Licht abstrahlen, das beim Zerfall radioaktiver Elemente entsteht. Dieser Lichtausbruch wird als Kilonova bezeichnet. Im Fall von GW170817 konnten tatsächlich auch sichtbares Licht und Infrarotstrahlung mehrere Stunden nach den Gravitationswellen entdeckt werden. Im Röntgenspektrum sah die Neutronensternverschmelzung allerdings ganz anders aus: Unmittelbar nach der Entdeckung von GW170817 richtete Chandra seinen „Röntgenblick“ auf das Objekt und registrierte – nichts. Erst mehrere Tage später, am 26. August 2017, konnte Chandra GW170817 als punktförmige Röntgenstrahlungsquelle ausmachen.

Diesen Umstand erklären die Forschenden damit, dass die verschmolzenen Neutronensterne einen schmalen „Jet“ aus hochenergetischen Teilchen abstrahlen, der „off-axis“, also nicht direkt auf die Erde ausgerichtet ist. Sie vermuten, dass Chandra den schmalen Jet ursprünglich von der Seite beobachtete und daher unmittelbar nach der Entdeckung der Gravitationswellen noch keine Röntgenstrahlen sah. Im Laufe der Zeit verlangsamte sich jedoch das abgestrahlte Material und der Jet-Kegel verbreiterte sich, da er auf umgebende Materie prallte. Dies führte dazu, dass sich der Kegel des Jets immer mehr in die direkte Sichtlinie von Chandra ausdehnte und so die Röntgenstrahlung gemessen werden konnte.

Kosmisches Nachglühen oder neues Schwarzes Loch
Seit Anfang 2018 wurde die von dem Jet verursachte Röntgenstrahlung immer schwächer, da sich der Jet weiter verlangsamte und ausdehnte. Hajela und ihr Team stellten dann jedoch fest, dass der Helligkeitsrückgang ab März 2020 bis Ende 2020 stoppte und die Strahlung in diesem Zeitraum konstant blieb. „Etwas anderes als der Jet selbst muss dafür verantwortlich sein“, sagt Koautorin Raffaella Margutti von der University of California in Berkeley (USA).

Eine mögliche Erklärung für diese neue Röntgenstrahlungsquelle war, dass die sich ausdehnenden Trümmer der Verschmelzung einen „Schock“ erzeugt haben, ähnlich dem Überschallknall eines Überschallflugzeugs. Dieser Schock erhitzt Material, das selbst Strahlung erzeugt und als Kilonova-Nachglühen bezeichnet wird. Eine alternative Erklärung wäre, dass die zusätzlichen Röntgenstrahlen von Material stammen, das in ein Schwarzes Loch fällt, welches sich nach der Verschmelzung der Neutronensterne gebildet haben müsste. „Dies wäre entweder das erste Mal, dass wir ein Kilonova-Nachglühen sehen oder das erste Mal, dass wir Material sehen, das nach einer Neutronensternverschmelzung auf ein Schwarzes Loch fällt“, sagt Koautor Joe Bright, ebenfalls von der University of California in Berkeley.

Simulationen und Einsteins Relativitätstheorie können die Beobachtungen erklären
Um zu ermitteln, welche der beiden Erklärungen zutreffend ist, müssen die Astronomen GW170817 weiterhin beobachten und neben den Röntgenstrahlen auch mögliche Radiowellen messen. Wenn es sich um ein Kilonova-Nachglühen handelt, wird die Radioemission voraussichtlich mit der Zeit heller werden. Handelt es sich dagegen um Materie, die auf ein neu entstandenes Schwarzes Loch fällt, dann sollte die Röntgenstrahlung konstant bleiben oder schnell abnehmen und es wird keine Radioemission auftreten.

Hier kommen nun Prof. Dr. Sebastiano Bernuzzi und der ehemalige Doktorand Vsevolod Nedora von der Universität Jena ins Spiel, die beide Koautoren der aktuellen Publikation sind. Sie haben die Massenausflüsse, von denen das Kilonova-Signal ausgeht, in einem großen Satz von Simulationen, die speziell auf GW170817 ausgerichtet sind und neueste mikrophysikalische Modelle beinhalten, analysiert. Sie berechneten das zu erwartete Kilonova-Nachleuchten und konnten eine Übereinstimmung mit den Chandra-Beobachtungen feststellen. „Die enge Zusammenarbeit von astronomisch und theoretisch arbeitenden Teammitgliedern war der Schlüssel zur Identifizierung der möglichen Szenarien für den Ursprung der späten Röntgenemission von GW170817“, betont Sebastiano Bernuzzi.

Dennoch ist weitere Forschung und Beobachtung von GW170817 notwendig und könnte so Koautorin Kate Alexander, ebenfalls von der Northwestern University, weitreichende neue Erkenntnisse liefern. „Der Nachweis eines Kilonova-Nachleuchtens würde bedeuten, dass bei der Verschmelzung nicht sofort ein Schwarzes Loch entstanden ist. Alternativ könnte dieses Objekt den Astronomen die Möglichkeit bieten, zu untersuchen, wie Materie einige Jahre nach der Entstehung eines Schwarzen Lochs auf dieses fällt.“ Kürzlich ist bei neuen Chandra-Beobachtungen weitere Strahlung entdeckt worden, Radiowellen in Verbindung mit der aufkommenden Röntgenstrahlung sind bisher aber nicht gemessen worden.

Originalpublikation
Hajela, A. et al.: The emergence of a new source of X-rays from the binary neutron star merger GW170817
The Astrophysical Journal Letters

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Gravitationswellen

Der Beitrag Kosmischer Schallknall: Was der Röntgenblick über eine Kilonova enthüllt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Max-Planck-Institut für Astrophysik.

28. Januar 2022 – Im Juli 2020, kurz nach dem Start seiner zweiten Himmelsdurchmusterung, entdeckte das eROSITA-Röntgenteleskop an Bord des Weltraumobservatoriums SRG eine neue Quelle an einer Position, an der bisher keine Röntgenstrahlen nachgewiesen wurden. Als die Astrophysiker daraufhin die Datenbank der optischen Veränderlichen überprüften, stellte sich heraus, dass etwa vierzig Tage zuvor die „Zwicky Transient Facility“ (ZTF) und das „Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System“ (ATLAS) an derselben Stelle eine scheinbar gewöhnliche, optische Veränderliche mit der Bezeichnung AT2020mrf registriert hatten. Diese wurde zunächst als Supernova vom Typ II eingestuft, also als massereicher Stern, der am Ende seines Lebens kollabiert. Diese ursprüngliche Klassifizierung änderte sich jedoch grundlegend durch die eROSITA-Entdeckung der Röntgenemission und die Form der optischen Lichtkurve der Quelle. Es wurde klar, dass die Astrophysiker auf ein noch interessanteres Objekt gestoßen waren.

Es gibt eine Klasse optischer Veränderlicher, die mit Supernova-Explosionen in Verbindung gebracht werden und die sich durch schnelle Lichtkurven und zu viel Blau in ihren Spektren auszeichnen, die so genannten „Fast Blue Optical Transients“ (FBOTs). Da ihre Helligkeit schnell abfällt, kann man sie nur schwer untersuchen. Allerdings gibt es darunter eine geheimnisvolle und seltene Unterklasse, die sogenannten AT2018cow-ähnlichen Objekte. Die Namen der von der ATLAS-Anlage entdeckten optischen Transienten (daher die Buchstaben „AT“ im Namen) werden nach dem Jahr der Entdeckung (in diesem Fall 2018) benannt, gefolgt von einer Kombination aus mehreren Buchstaben, die von einem Computer generiert werden. In diesem Fall bildeten die Buchstaben zufällig das englische Wort „cow“ – daher nennen die Astronomen diese Klasse nun „Kuh“-ähnliche Objekte. Vor der Entdeckung von SRGe J154754.2+443907 waren nur vier solcher Objekte bekannt; die SRG/eROSITA-Quelle war Nummer fünf.

„Kühe“ zeichnen sich durch eine rekordverdächtige Leuchtkraft aus (bis zu10⁴³ erg/s in der Spitze), die etwa 1000-mal heller ist als eine gewöhnliche Supernova vom Typ II. Eine solche Leuchtkraft kann nicht durch den Zerfall von radioaktivem Nickel-56 erklärt werden und erfordert eine alternative Energiequelle.

SRGe J154754.2+443907 wurde vom eROSITA-Team bei der Suche nach Ereignissen entdeckt, bei denen ein Stern durch die Gezeitenkräfte eines supermassereichen Schwarzen Lochs zerstört wird. Bald wurde jedoch klar, dass die Forscher es mit etwas Anderem zu tun hatten. Sie lösten daraufhin eine Beobachtungskampagne mit Teleskopen vom Radio- bis zum Röntgenbereich aus, um die neue Quelle bei weiteren Wellenlängen zu untersuchen. Dies bestätigte, dass SRGe J154754.2+443907 das fünfte „Kuh“-artige Objekt ist. An den Multiwellenlängenbeobachtungen waren das 10-Meter-Keck-Teleskop, die Radioteleskope VLA und GMRT sowie die Röntgen-Weltraumobservatorien Chandra, XMM-Newton und Swift beteiligt. Das Programm wurde von einem Doktoranden des Caltech, Yuhan Yao, koordiniert.

Das eROSITA-Teleskop beobachtete dieses Objekt kurz nach dem Höhepunkt der Lichtkurve. Diese Beobachtungen haben gezeigt, dass AT2020mrf/SRGe J154754.2+443907 die hellste bekannte „Kuh“ ist, mit einer Leuchtkraft von über ~2 x 10⁴³ erg/s. Eine solche Leuchtkraft könnte von einem jungen, schnell rotierenden Neutronenstern (mit einer Periode von etwa 10 Millisekunden) mit einem Magnetfeld in der Größenordnung von 10¹⁴ Gauß stammen – einem so genannten Magnetar – oder auch von einem neu entstandenen Schwarzen Loch erzeugt werden, das Material des Vorgängersterns im superkritischen Bereich akkretiert. In jedem Fall haben die Wissenschaftler die Geburt eines relativistischen, kompakten Objekts durch die Explosion eines massereichen Sterns beobachtet.

Die neue „Kuh“ ist bereits verblasst, während viele Fragen noch unbeantwortet bleiben. Um die Natur dieser Quellen zu klären und die physikalischen Mechanismen zu verstehen, die ihr Verhalten bestimmen, müssen die Wissenschaftler weitere Objekte dieser Klasse finden und im Detail untersuchen. Die laufende SRG/eROSITA-Durchmusterung des gesamten Himmels wird einen wichtigen Beitrag zu dieser Arbeit leisten.

Originalveröffentlichung
Yuhan Yao, Anna Y. Q. Ho, Pavel Medvedev, Nayana A. J., Daniel A. Perley, S. R. Kulkarni, Poonam Chandra, Sergey Sazonov, Marat Gilfanov, Georgii Khorunzhev, David K. Khatami, Rashid Sunyaev
The X-ray and Radio Loud Fast Blue Optical Transient AT2020mrf: Implications for an Emerging Class of Engine-Driven Massive Star Explosions
submitted to ApJ
https://arxiv.org/abs/2112.00751
pdf: https://arxiv.org/pdf/2112.00751

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Röntgenteleskope ART-XC und eRosita auf Spektr-RG (SRG)

Der Beitrag Leuchtende „Kuh“: SRG/eROSITA entdeckt die Röntgenemission erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: AIP.

Junge Exoplaneten leben in einer riskanten Umgebung: Ihre Sterne erzeugen große Mengen energiereiche Röntgenstrahlung, typischerweise tausend- bis zehntausendmal mehr als unsere eigene Sonne. Diese Röntgenstrahlung kann die Atmosphäre von Exoplaneten erwärmen und manchmal sogar regelrecht wegkochen. Wie viel von der Atmosphäre eines Exoplaneten im Laufe der Zeit verdampft, hängt von den Eigenschaften des Planeten ab – seiner Masse, seiner Dichte und wie nahe er sich an seiner Sonne befindet. Aber wie sehr beeinflusst ein Stern, was über Milliarden von Jahren mit seinen Planeten passiert? Dies ist eine Frage, mit der sich Astronominnen und Astronomen des AIP in einem neuen Artikel befassen.

Dafür untersuchten sie das kürzlich entdeckte System mit vier Planeten um den jungen Stern mit Namen V1298 Tau. Der Zentralstern ist ungefähr so groß wie unsere Sonne. Allerdings ist er nur etwa 25 Millionen Jahre alt, was im Vergleich zur Sonne mit ihren 4,6 Milliarden Jahren sehr jung ist. Der Stern beherbergt zwei Planeten, beide ungefähr so groß wie Neptun, die ihn sehr nah umkreisen, sowie zwei weitere Planeten, etwas weiter entfernt, in Saturn-Größe. „Wir haben das Röntgenspektrum des Sterns mit dem Chandra-Weltraumteleskop beobachtet, um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie stark er die Atmosphären seiner Planeten bestrahlt“, erklärt Katja Poppenhäger, Hauptautorin der Studie.

Das Team bestimmte so das mögliche Schicksal der vier Exoplaneten. Wenn das Stern-Planeten-System älter wird, dreht sich der Stern immer langsamer um seine eigene Achse. Die Rotation des Sterns ist jedoch die treibende Kraft für das Magnetfeld des Sterns, welches wiederum seine Röntgenstrahlung verursacht. „Die Verdampfung der Exoplaneten hängt davon ab, wie sich die Rotation des Sterns in den nächsten Milliarden Jahren entwickelt. Je schneller die Rotation des Sterns abnimmt, desto weniger Atmosphäre geht den Planeten verloren“, sagt Laura Ketzer, Doktorandin am AIP und Co-Autorin der Studie, die ein öffentlich zugängliches Computerprogramm geschrieben hat, das die Entwicklung der Planeten im Laufe der Zeit berechnet.

Die Berechnungen zeigen, dass die beiden innersten Planeten des Systems ihre Gasatmosphäre vollständig verlieren und als felsige Kerne enden können, wenn die Rotation des Sterns im Laufe der Zeit wenig abnimmt, während der äußerste Planet weiterhin ein Gasriese bleibt. „Für den dritten Planeten hängt es entscheidend davon ab, wie schwer er ist, was wir noch nicht wissen. Die Größe von Exoplaneten können wir mit der Transit-Methode messen, aber die Bestimmung der Planetenmasse ist viel schwieriger“, erklärt Co-Autor Matthias Mallonn, der die Transiteigenschaften des Systems mithilfe von Beobachtungen mit dem STELLA-Teleskop des AIP neu bestimmt hat.

„Röntgenbeobachtungen von Sternen mit Planeten sind für uns ein zentrales Puzzleteil, um etwas über die langfristige Entwicklung der Atmosphären von Exoplaneten zu lernen“, schließt Katja Poppenhäger. „Ich freue mich besonders über die Möglichkeiten, die sich uns durch Beobachtungen mit dem Röntgenteleskop eROSITA in den nächsten Jahren eröffnen.“ Das zum Teil vom AIP entwickelte eROSITA-Röntgenteleskop führt Beobachtungen des gesamten Himmels durch und liefert Röntgenstrahlungseigenschaften für Hunderte von Sternen mit Exoplaneten.

Publikation:
X-ray irradiation and evaporation of the four young planets around V1298 Tau
X-ray irradiation and evaporation of the four young planets around V1298 Tau

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Exoplaneten

Der Beitrag Exoplaneten von eigener Sonne gegrillt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA.

Astronomen gehen seit Jahrzehnten davon aus, dass sich das Universum in allen Richtungen gleich schnell ausdehnt. Eine neue Studie, die auf Daten der XMM-Newton-Mission der ESA, der NASA-Mission Chandra und des deutschen ROSAT-Röntgensatelliten (DLR) basiert, legt nahe, dass diese Schlüsselprämisse der Kosmologie falsch sein könnte.

Konstantinos Migkas, ein promovierter Astronom und Astrophysiker an der Universität Bonn, und sein Professor Thomas Reiprich wollten ursprünglich eine neue Methode verifizieren, mit der Astronomen die so genannte Isotropie-Hypothese überprüfen können. Nach dieser Annahme hat das Universum trotz einiger lokaler Unterschiede im Großmaßstab in jeder Richtung die gleichen Eigenschaften.

Diese Hypothese ist als Ergebnis einer gut etablierten Fundamentalphysik weithin anerkannt und wurde durch Beobachtungen des kosmischen Mikrowellenhintergrunds gestützt. Dieser ist ein direkter Überrest des Urknalls und spiegelt den Zustand des Universums in seinen Anfängen, im Alter von nur 380 000 Jahren, wider. Die gleichmäßige Verteilung des kosmischen Mikrowellenhintergrunds am Himmel deutet darauf hin, dass sich das Universum in diesen frühen Tagen schnell und mit gleicher Geschwindigkeit in alle Richtungen ausdehnte.

Im heutigen Universum ist dies jedoch möglicherweise nicht mehr der Fall.

„Gemeinsam mit Kollegen von der Universität Bonn und der Harvard University haben wir das Verhalten von über 800 Galaxienhaufen im heutigen Universum untersucht“, sagt Konstantinos. „Wenn die Isotropie-Hypothese richtig wäre, wären die Eigenschaften dieser Haufen über den ganzen Himmel gleichförmig. Aber wir sahen tatsächlich signifikante Unterschiede.“

Die Astronomen verwendeten Röntgen-Temperaturmessungen des extrem heißen Gases, das die Galaxienhaufen durchdringt, und verglichen die Daten damit, wie hell die Haufen am Himmel erscheinen. Haufen, auch Cluster genannt, mit gleicher Temperatur und in ähnlicher Entfernung sollten ähnlich hell erscheinen. Aber das ist nicht das, was die Astronomen beobachtet haben.

„Wir sahen, dass Cluster mit den gleichen Eigenschaften, mit ähnlichen Temperaturen, weniger hell zu sein schienen als das, was wir in einer Richtung des Himmels erwarten würden, und in einer anderen Richtung heller als erwartet“, sagt Thomas. „Der Unterschied war recht signifikant, etwa 30 Prozent. Diese Unterschiede sind nicht zufällig, sondern weisen ein klares Muster auf, das von der Richtung abhängt, in der wir am Himmel beobachtet haben.

Bevor das weithin akzeptierte kosmologische Modell, das die Grundlage für die Schätzung der Haufenabstände bildet, in Frage gestellt wurde, haben Konstantinos und seine Kollegen zunächst andere mögliche Erklärungen untersucht. Vielleicht könnte es unentdeckte Gas- oder Staubwolken geben, die die Sicht versperren und die Haufen in einem bestimmten Gebiet schwächer erscheinen lassen. Die Daten unterstützen dieses Szenario jedoch nicht.

In einigen Regionen des Weltraums könnte die Verteilung von Galaxienhaufen durch Massenströme beeinflusst werden, d.h. durch großräumige Materiebewegungen, die durch die Gravitationskraft extrem massiver Strukturen wie etwa großer Clustergruppen verursacht werden. Diese Hypothese erscheint aber auch unwahrscheinlich. Konstantinos fügt hinzu, dass die Ergebnisse das Team überrascht haben.

„Wenn das Universum wirklich anisotrop ist, und sei es auch nur in den letzten Milliarden Jahren, dann würde das einen gewaltigen Paradigmenwechsel bedeuten, denn die Richtung jedes Objekts müsste bei der Analyse seiner Eigenschaften berücksichtigt werden“, sagt er. „Zum Beispiel schätzen wir heute die Entfernung von sehr weit entfernten Objekten im Universum durch die Anwendung einer Reihe von kosmologischen Parametern und Gleichungen. Wir glauben, dass diese Parameter überall gleich sind. Aber wenn unsere Schlussfolgerungen richtig sind, dann wäre das nicht der Fall, und wir müssten alle unsere früheren Schlussfolgerungen noch einmal überdenken“.

„Das ist ein unglaublich faszinierendes Ergebnis“, kommentiert Norbert Schartel, XMM-Newton-Projektwissenschaftler bei der ESA. „Frühere Studien haben angedeutet, dass sich das gegenwärtige Universum möglicherweise nicht gleichmäßig in alle Richtungen ausdehnt, aber dieses Ergebnis – zum ersten Mal wurde ein solcher Test mit Galaxienhaufen im Röntgenlicht durchgeführt – hat eine viel größere Bedeutung und zeigt auch ein großes Potenzial für zukünftige Untersuchungen.“

Die Wissenschaftler spekulieren, dass dieser möglicherweise ungleichmäßige Effekt auf die kosmische Expansion durch dunkle Energie verursacht wird, der geheimnisvollen Komponente des Kosmos, die den Großteil – etwa 69% – seiner Gesamtenergie ausmacht. Über die dunkle Energie ist heute nur sehr wenig bekannt, außer, dass sie offenbar die Expansion des Universums in den letzten Milliarden Jahren beschleunigt hat.

Das geplante ESA-Teleskop Euclid, das Milliarden von Galaxien abbilden und die Ausdehnung des Kosmos, seine Beschleunigung und die Beschaffenheit der dunklen Energie untersuchen soll, könnte in Zukunft zur Lösung dieses Rätsels beitragen.

„Die Ergebnisse sind wirklich interessant, aber die in die Studie einbezogene Stichprobe ist noch relativ klein, um solch tiefgreifende Schlussfolgerungen zu ziehen“, sagt René Laureijs, Euclid-Projektwissenschaftler bei der ESA. „Das ist das Beste, was man mit den verfügbaren Daten machen kann, aber wenn wir das weithin akzeptierte kosmologische Modell wirklich überdenken würden, bräuchten wir mehr Daten.“

Und Euclid könnte genau das tun. Der Satellit, der 2022 gestartet werden soll, könnte nicht nur Beweise dafür finden, dass die dunkle Energie das Universum wirklich ungleichmäßig in verschiedene Richtungen ausdehnt, sondern wird den Wissenschaftlern auch ermöglichen, mehr Daten über die Eigenschaften einer großen Anzahl von Galaxienhaufen zu sammeln, die die derzeitigen Erkenntnisse unterstützen oder widerlegen könnten.

Weitere Daten werden demnächst auch von dem vom Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik gebauten Röntgeninstrument eROSITA kommen. Das Instrument an Bord des kürzlich gestarteten deutsch-russischen Satelliten Spektr-RG wird die erste vollständige Himmelsdurchmusterung im mittleren Röntgenbereich durchführen und sich auf die Entdeckung Zehntausender bisher unbekannter Galaxienhaufen und aktiver galaktischer Zentren konzentrieren.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Expansion des Universums

Der Beitrag Universum: Ausdehnung vielleicht nicht gleichmäßig erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Hofstätter. Quelle: Hubblesite.

Das Bild besteht aus Aufnahmen der Teleskope Hubble (gold, braun), Chandra (blau) und Spitzer (rot). Es zeigt die kollidierenden Antennen-Galaxien, die ihren Namen von den durch die Kollision entstandenen langen Armen bekommen haben. Diese entstanden durch die hohen Gezeitenkräfte während der Kollision.

Die Kollision begann vor etwa 100 Millionen Jahren und dauert bis heute an. Die hervorgerufene große Sternentstehungsrate führt zur Bildung zahlreicher neuer Sterne, die jetzt teilweise schon am Ende ihres Lebens angelangt sind und ihre Hüllen als Novae oder Supernovae abstoßen.

Die blau eingefärbten Aufnahmen des Chandra-Weltraumteleskops zeigen die Überreste der Supanovae. Das Gas besteht hauptsächlich aus Sauerstoff, Eisen, Magnesium und Silizium. Aus ihm werden in astronomisch gesehen näherer Zukunft neue Sterne und Planeten gebildet.

Die roten Spitzer-Aufnahmen zeigen von Sternen erhitztes Gas. Besonders dicht und heiß ausgeprägt ist dieses im Überlappungsbereich der Galaxien.

Aufgenommen wurden die Bilder wie folgt:

• Chandra: Dezember 1999
• Hubble: Juli 2004, Februar 2005
• Spitzer: Dezember 2003

Der Beitrag Spektakuläre neue Aufnahme der Antennen-Galaxien erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: NASA.

Im Zentrum der neuen Chandra-Aufnahme steht der Pulsar PSR B1509-58. Pulsare sind Neutronensterne, die durch ihre extrem schnelle Rotationsbewegung Energie in Form von Magnetfeldern ins All abgeben. In diesen Feldern werden Teilchen angeregt, die dabei hochenergetische Röntgenstrahlung abgeben können. Das Chandra-Bild ist eine Falschfarbenaufnahme, in der schwachenergetische Röntgenstrahlen rot, mittlere grün und starke blau dargestellt werden.

Das Zusammenspiel von hoher Rotationsfrequenz und starken Magnetfeldern macht den Pulsar zu einem der kräftigsten Generatoren der Milchstraße. Er bewirkt einen ständigen Wind an Teilchen und Ionen. Bei der Bewegung der angeregten Elektronen durch den magnetisierten Nebel geben sie ihre Energie wieder ab und sorgen so für den geisterhaften Röntgennebel.

In den inneren Regionen zeigt ein dünner Kreis die Bereiche an, in denen der Wind besonders stark abgebremst wird. Von hier aus wird die Expansion des Nebels langsam vorangetrieben. Die Ausbreitung in fingerartigen Strukturen führt zur Ausbildung von Knoten in der benachbarten Gaswolke RCW 89. Die Temperaturverteilung in dieser Region lässt vermuten, dass der Pulsar wie ein trudelnder Kreisel präzidiertund dabei Energie in einem bestimmten Muster an RCW 89 abgibt.

Neutronensterne sind Überreste von massereichen Sternen, die ihr Leben in einer Supernova beendet haben (Raumfahrer.net berichtete kürzlich in einer zweiteiligen Artikelserie). Als PSR B1509-58 von der Größe eines ausgewachsenen Sterns auf seine heutigen 20 Kilometer Durchmesser zusammenschrumpfte, blieb sein Drehimpuls erhalten und führte zu den nun sieben Umdrehungen in der Sekunde. Das Magnetfeld des Pulsars wird auf das 15-billionenfache des Erdmagnetfelds geschätzt. Er ist nur rund 1.700 Jahre jung und 17.000 Lichtjahre von uns entfernt. 

Bereits kürzlich widmete sich Chandra einem ähnlichen Objekt (Raumfahrer.net berichtete). Auch der Krebsnebel zeigt vergleichbare Eigenschaften, ist jedoch mit einem Durchmesser von nur 10 Lichtjahren 15 mal kleiner als der Nebel um PSR B1509-58.

Verwandte Diskussionen

• Neutronensterne, Pulsare, Magnetare

Der Beitrag Pulsar streckt Röntgenhand aus erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Timo Lange. Quelle: NASA.

Können Schwarze Löcher ihr Wachstum selbst regulieren? Wie werden die Jets produziert, die von supermassiven Schwarzen Löchern im Zentrum aktiver Galaxien (z.B. Quasaren) ebenso ausgehen, wie von machen stellaren Schwarzen Löchern?

Im Hinblick auf diese Fragen haben Astronomen nun mit Hilfe des Röntgen-Weltraumteleskops Chandra neue Erkenntnisse gewonnen. Beobachtet wurde das stellare Schwarze Loch GRS 1915+105. Dieses spezielle Schwarze Loch erzeugt Jets und wird daher auch als „Mikro-Quasar“ klassifiziert. GRS 1915 hat ungefähr die vierzehnfache Sonnenmasse und „ernährt“ sich von Material eines nahegelegenen Begleitsterns, welches eine Akkretionsscheibe um GRS 1915 bildet.

Die Jets von GRS 1915 erlöschen in unregelmäßigen Abständen, werden aber später immer wieder aktiv. Die neuen Beobachtungen deuten nun auf einen Zusammenhang mit mächtigen Winden in der Akkretionsscheibe hin, die ungefähr den gleichen Betrag an Masse aus dem System abführen wie die Jets. Sobald diese Winde aufkommen, schalten sich die Jets ab und werden erst wieder aktiviert, wenn die Winde schwächer werden.

„Wir denken, die Jets und der Wind um das Schwarze Loch befinden sich in einer Art Tauziehen miteinander“, sagt der Astronom Jospeh Neilsen, der Hauptautor der Veröffentlichung. Aus noch unbekannten Gründen gewinnt mal das eine Phänomen die Oberhand und mal das andere. Das deutet darauf hin, dass das Schwarze Loch seine Masseaufnahme durch diese Prozesse selbst regulieren kann. Julia Lee, die Ko-Autorin der Studie, meint dazu: „Es sieht so aus, als könnten sich Schwarze Löcher besser selbstregulieren als die Finanzmärkte!“

Interessant sind diese Beobachtungen auch, weil ganz ähnliche Prozesse in der Umgebung von millionenmal schwereren, supermassiven Schwarzen Löchern stattfinden müssten. Dieselben Prozesse finden dort allerdings auf einer ganz anderen Zeitskala statt (Jahrtausende statt Tage), sodass sie für uns nicht wahrnehmbar sind. Anhand eines Schwarzen Lochs von „nur“ stellaren Ausmaßen können sie aber gewissermaßen im Zeitraffer studiert werden.

Raumcon

• Thread zu Schwarzen Löchern
• Thread zu Quasaren und Aktiven Galaxien

Der Beitrag Können Schwarze Löcher ihren Hunger regulieren? erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Christian Bewermeyer. Quelle: CXC.

Im Zentrum der Beobachtungen von Chandra, dass von einigen kleinen Teleskopen auf der Erde unterstützt wurde, stand M81, eine Spiralgalaxie im Sternbild Großer Bär. Sie enthält ca. 250 Milliarden Sterne und liegt 12 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. In der Mitte von M81 befindet sich ein Schwarzes Loch mit der 70-millionenfachen Sonnenmasse, das Energie und Strahlung erzeugt, indem es Gas vom Zentrum der Galaxie mit hoher Geschwindigkeit anzieht.

Dies steht im Gegensatz zu Stellaren Schwarze Löchern, die „nur“ die zehnfache Masse der Sonne aufweisen und eine andere Nahrungsversorgung haben: Sie erhalten durch das Ansaugen von Gas eines benachbarten Sterns neues Material. Da sich die großen und kleinen Schwarzen Löcher also in unterschiedlichen Umgebungen mit verschiedenen Verpflegungsquellen befinden, fragten sich Astronomen, ob sie ihre Nahrung gleich zu sich hin befördern.

Mit dem Einsatz der neuen Chandra-Daten und einem ausführlichen theoretischen Modell hat ein Forschungsteam das Schwarze Loch von M81 und Stellare Schwarze Löcher hinsichtlich ihrer Eigenschaften verglichen. Die Resultate zeigen, dass Schwarze Löcher – egal, ob groß oder klein – dieselbe Ernährungsweise besitzen. „Das bestätigt, dass das Ernährungsschema für Schwarze Löcher verschiedener Größen sehr ähnlich sein kann“, sagte Sera Markoff, die Leiterin der Studie von der Universität von Amsterdam. „Wir dachten zwar, dass dies der Fall ist, waren aber bisher nicht in der Lage, es zu beweisen.“

„Wenn wir uns die Daten anschauen, sehen wir, dass unser Modell mit dem großen Schwarzen Loch in M81, als auch mit den kleineren Typen arbeitet“, sagte Michael Nowak vom Massachusetts Institute of Technology. „Alles bei diesem Schwarzen Loch ist das Gleiche, außer dass es 10 Millionen Mal größer ist.“ Der Grund, dass die Untersuchungen mit M81 gemacht wurden, liegt darin, dass sein Schwarzes Loch eines der erdnahesten ist, obwohl es im Vergleich zu anderen Schwarzen Löchern relativ dunkel ist.
Die neuen Arbeiten könnten hilfreich sein, eine Klasse von Schwarzen Löchern zu erforschen, deren Größe zwischen Stellaren und Supermassiven Schwarzen Löchern liegt.

Der Beitrag Schwarze Löcher essen gleich erschien zuerst auf Raumfahrer.net.