Quelle: Universität Göttingen.

11. November 2021 – Astronominnen und Astronomen, darunter auch von der Universität Göttingen, haben ein kleines Schwarzes Loch außerhalb der Milchstraße entdeckt. Sie spürten es auf, indem sie mit Hilfe des Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte beobachteten, wie es die Bewegung nahegelegener Sterne beeinflusst. Zum ersten Mal wurde diese Nachweismethode verwendet, um die Anwesenheit eines Schwarzen Lochs außerhalb unserer Galaxie aufzudecken. Die Methode könnte der Schlüssel zum Auffinden versteckter Schwarzer Löcher in der Milchstraße und in nahe gelegenen Galaxien sein und dazu beitragen, Licht in die Entstehung und Entwicklung dieser mysteriösen Objekte zu bringen. Die Forschungsergebnisse sind in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society erschienen.

Die Forscherinnen und Forscher verwendeten Daten, die über zwei Jahre hinweg in der chilenischen Atacama-Wüste gesammelt wurden. Der Einsatz des speziellen Geräts – dem Multi Unit Spectroscopic Explorer – ermöglichte es ihnen, Gebiete mit sehr vielen Himmelskörpern zu beobachten und das Licht jedes einzelnen Sterns in der Umgebung zu analysieren. Sie sammelten dadurch Informationen über Tausende von Sternen auf einmal – mindestens zehnmal mehr als mit jedem anderen Instrument. So konnte das Team mehrere Sterne ausfindig machen, deren Bewegung die Anwesenheit des Schwarzen Lochs anzeigte. Anhand von Daten des Optical Gravitational Lensing Experiment der Universität Warschau und des Hubble Space Telescope der NASA/ESA konnten sie dessen Masse messen und ihre Ergebnisse bestätigen.

Das neu entdeckte Schwarze Loch wurde in NGC 1850 entdeckt, einem etwa 160.000 Lichtjahre entfernten Sternhaufen in der Großen Magellanschen Wolke, einer Nachbargalaxie der Milchstraße. Obwohl es für seine Verhältnisse klein ist, hat es etwa elfmal so viel Masse wie unsere Sonne. Der Hinweis, der es anfänglich „verriet“, war sein Gravitationseinfluss auf einen Stern, der die fünffache Masse der Sonne hat und das Schwarze Loch umkreist.

Schon früher haben Teams Schwarzen Löcher in anderen Galaxien entdeckt, entweder durch das Röntgenlicht, das diese beim Verschlucken von Materie aussenden, oder durch die Gravitationswellen, die bei der Kollision von Schwarzen Löchern untereinander oder mit Neutronensternen entstehen. „Die allermeisten lassen sich allerdings nur mit einer ,dynamischen‘ Methode wie in unserer aktuellen Forschungsarbeit entdecken“, sagt Prof. Dr. Stefan Dreizler von der Universität Göttingen. „Wenn Schwarze Löcher zusammen mit einem Stern ein System bilden, beeinflussen sie dessen Bewegung auf subtile, aber nachweisbare Weise, so dass wir sie mit hochentwickelten Instrumenten finden können.“

Diese Entdeckung ist das erste Mal, dass ein Schwarzes Loch in einem relativ jungen Sternhaufen gefunden wurde – der Haufen ist nur etwa 100 Millionen Jahre alt, ein Wimpernschlag in astronomischen Maßstäben. Mit der dynamischen Methode können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in ähnlichen Sternhaufen noch mehr Schwarze Löcher zutage fördern und ein neues Licht auf ihre Entwicklung werfen. Durch den Vergleich mit größeren Schwarzen Löchern in älteren Sternhaufen werden sie in der Lage sein, zu verstehen, wie diese Objekte wachsen. Dies geschieht möglicherweise, indem sie sich von Sternen „ernähren“ oder mit anderen Schwarzen Löchern verschmelzen. Zudem verbessert das Forschungsteam durch die Karten, auf denen die Entwicklung Schwarzer Löcher in Sternhaufen festgehalten werden, das Verständnis für den Ursprung von Quellen für Gravitationswellen.

Originalveröffentlichung
Saracino et al,”A black hole detected in the young massive LMC cluster NGC 1850” Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

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• Schwarze Löcher

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Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: NASA.

Die Kugelsternhaufen, zu denen dieser Fund gehört, sind vollgepackt mit alten Sternen, die in den verschiedensten Galaxien im ganzen Universum verstreut sind. NGC 362, etwa 30.000 Lichtjahre entfernt, kann auf aktuellen Bildern als eine Sammlung von leicht gelb schimmernden Sternen erkannt werden. Der große weiß-gelbe Punkt bildet das Zentrum des Clusters, in dem die Sterne so nahe beieinander sind, dass der GALEX (GALaxy Evolution eXplorer) sie nicht einzeln erfassen konnte.

Die leicht blau schimmernden Sterne, die den Clusterkern umgeben, werden übersetzt etwa „Ablegersterne“ genannt. Diese Sterne besitzen eine gewisse Ähnlichkeit mit unserer Sonne und stehen bereits am Ende ihrer Lebenszeit. Allerdings können sie um das Vierfaches heißer sein, als die Oberfläche unseres Heimatsterns (Sonne: ca. 6.000 Grad Celsius, Sterne in NGC362: bis ca. 25.000 Grad Celsius).

Ein sonnenähnlicher Stern verbringt die meiste Zeit seines Daseins damit, Wasserstoffkerne im Zentrum in Heliumkerne umzuwandeln. Sollte dem Stern der Wasserstoff im Kern ausgehen, so erweitert sich seine äußere Hülle und er wird zu einem roten Riesenstern, der nun in seiner Hülle den Wasserstoff fusioniert. Währenddessen verliert er viel Masse und schlussendlich beginnt er, das Helium im Kern ebenfalls zu fusionieren. Bei diesem Vorgang verliert er weiterhin an Masse und Größe, weswegen er nach diesem Prozess kaum wiederzuerkennen ist. Es kann schon mal vorkommen, dass ein derartiger Stern 85 Prozent seiner Gesamtmasse und/oder Gesamtgröße verliert. Was bleibt übrig? Ja, genau diese „Ablegersterne“, die meistens im ultravioletten Licht durch ihren sehr heißen Kern – oder das was von ihm übrig ist – sehr gut zu sehen sind.

Natürlich kann man auch jünge Sterne von der weiter entfernten kleinen Magellanschen Wolke erkennen, die etwa 200.000 Lichtjahre entfernt ist. Eigentlich sind diese Sterne um einiges heller als die Ablegersterne dieses Sternenclusters, jedoch kommt es dem menschlichen Auge gleich hell vor, da die Sterne der Magellanschen Wolke viel weiter weg sind. Im Vergleich sind diese magellanschen Sterne um einiges jünger, als die umgebenden Sterne von NGC 362. Während erstere nur geschätzte 10 Millionen Jahre alt sind, bringen es letztere auf an die 100 Millionen Jahre.

Manche der gelben Punkte auf diesen Bildern sind Sterne, die einfach gerade in der Sichtlinie des GALEX waren. Manche könnten jedoch jüngere „Ablegersterne“ von NGC 362 sein. In diesem Punkt sind sich die Astronomen aber noch nicht einig. Eine weitere Möglichkeit wäre, dass diese gelb schimmernden Sterne bei Sternenkollisionen innerhalb des Kugelsternhaufens entstanden sind.

Der Beitrag Unentdeckte Sterne erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von martinollrom. Quelle: Spitzer Space Telescope.

Alle 100 Sternencluster befinden sich in unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße. Das sehr starke Infrarotteleskop Spitzer hat es ermöglicht, diese Sternencluster, selbst in nicht sehr übersichtlichen Gegenden der Milchstraße, zu finden. Die Sternencluster scheinen sich in einem der Spiralarme unserer Milchstraße zu befinden. Das Astronomenteam das diesen Fund gemacht hat, gehört dem Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire (GLIMPSE) Team an und verwendeten das derzeit wohl beste Infrarotteleskop. Dadurch wurden die scheinbar undurchdringbaren Staubmauern transparent und die 100 Sternencluster konnten entdeckt werden. Laut der Projektleiterin Emily Mercer, eine Studentin an der Universität von Bosten, zeigt dieser Fund wie die Milchstraße aufgebaut ist und wie der Prozess der Sternenentstehung abläuft.

„Die kleinen Sterne waren sehr schwer zu finden“, erzählt Mercer. „Es waren lange Studien innerhalb des

GLIMPSE Teams nötig und auch sehr lange Beobachtungsphasen mit dem Spitzer Teleskop.“ In der Vergangenheit war die Milchstraße nie schnell damit ihre Geheimnisse preis zu geben. Weil wir selbst innerhalb der Milchstraßen-Spirale liegen sehen wir die Milchstraße nur als einen langen und sehr flachen Lichtstreifen über den Himmel ragen. Deswegen können sehr viele Sternensysteme oder sogar Planetensysteme nicht mit Ultravioletten Teleskopen (wie zum Beispiel Chandra) oder Teleskopen im sichtbaren Licht (wie zum Beispiel Hubble) gefunden werden. Dies hat auch einen nicht allzu komplizierten Grund. Die Staubwolken blocken das Licht von dahinterliegenden Sternen und somit sind die zwei oben genannten Teleskoptypen nicht mehr brauchbar.

Dabei wurden nicht einmal alle 100 Cluster auf Teleskopbildern gefunden. Es wurden die GLIMPSE Daten über Sternencluster ausgewertet und mit den vorhandenen Daten von Spitzer verglichen. Auf diese Art und Weise wurden immerhin etwa zwei Drittel der 100 Sternencluster gefunden. Die restlichen Cluster wurden mittels komplizierten und zeitraubenden Absuchen der Spitzer Bilder gefunden. Mercer und ihr Team wissen nun auch, dass man mithilfe dieser Funde den Ort der Milchstraßenarme lokalisieren könnte.
Auch der Berater und Mentor von Emily Mercer, die ja selbst noch sehr jung ist, Dr. Dan Clemens, ist sehr stolz auf seine Emily. „Ihre Computer-Methode Sternencluster zu finden ist faszinierend. Es ist aktuell so ziemlich das einzige derartige Programm, dass diese Suche so weit wie möglich automatisiert.“ Das GLIMPSE Team, dem auch Dr. Clemens und Mercer angehören, wird von Dr. Edward Churchwell geleitet, dessen Arbeitsplatz sich der Universität von Wisconsin befindet. Die Gruppe wurde dazu gewählt, ein bestimmtes Gebiet mit Spitzer ab zu suchen. Diese Entscheidung wurde bereits im Jahr 2000 im Rahmen des

Spitzer’s Legacy Programmes getroffen. Mittlerweile wurden 30 Millionen Sterne kartografiert und erfasst – das Team glaubt an eine Zahl um die 50 Millionen Sterne am Ende des Programmes. „Spitzer öffnet ein neues Tor für das Untersuchen der Milchstraße“, weiß Dr. Churchwell.

Allein die Zahl 30 Millionen erfasste Sterne lässt bereits jetzt schon auf ein sehr erfolgreiches Programm schließen. Wer weiß was innerhalb der einen oder anderen GLIMPSE Beobachtungseinheiten noch gefunden wird….

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Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: Hubble.

Doch wieder einmal hat das Hubble-Weltraumteleskop zugeschlagen. Neue Untersuchungen von Hubble ergaben die Lösung dieses Geheimnisses, das jahrelang die Wissenschaftler in Atem hielt. Es handelt sich um einen Ring von kleinen, heißen Sternen der um ein supermassives schwarzes Loch kreist, das sich in der Mitte der Galaxie M31 (Andromeda) befindet. Die rund 400 Sterne befinden sich auf einem Ring mit nur einem Lichtjahr Durchmesser. Dieser Ring wird von einem weiteren Ring umgeben, der jedoch bereits ältere und rotere Sterne beinhaltet. Dieser äußere Ring war bereits bekannt. Unsere eigene Milchstraße beziehungsweise jede Galaxie könnte einen ähnlichen Aufbau haben.

Ein Astronomenteam hat das Hubble-Teleskop dazu verwendet, um das mysteriöse Geheimnis der blauen Lichter im Zentrum Andromedas zu lösen. Dies war auch sehr wichtig und längst zu erwarten, da dieses Geheimnis bereits über ein Jahrzehnt hin nicht gelöst werden konnte. Jedoch ist die Lösung des Geheimnis für die Forscher nicht zufriedenstellend, da sie die Sache noch mysteriöser macht als sie ohnehin schon war. Die Frage die sich die Forscher stellen ist: Wie kann ein derartiger Sternenring so nahe bei einem so massiven schwarzen Loch entstehen und überleben, ohne „aufgefressen“ zu werden? Eigentlich sollte die Umgebung eines solchen schwarzen Lochs keinerlei Möglichkeit bieten Sterne zu bilden. Die Astronomen nehmen an, dass sich solche Gebilde in ziemlich vielen Galaxien befinden könnten. Als angenehmer Nebeneffekt dieses Fundes ist die Tatsache, dass das schwarze Loch (früher bekannt als „Monsterloch“) endlich nachgewiesen werden konnte. Dies wurde zwar von Wissenschaftlern schon vor langen vermutet aber bewiesen konnte es noch nicht werden. Tod Lauer vom National Optical Astronomy Observatory im Tucson vergleicht diesen Fund folgendermaßen: „Es ist wie wenn man einen kleinem Kind zeigt, wie ein Zauberer einen Hasen aus seinem Hut zieht. Wir sehen es aber können uns nicht erklären wie es funktioniert.“ Die Ergebnisse wurden von seinem Team am 20. September im Astrophysical Journal veröffentlicht.

Geschichte des „unlösbaren“ Geheimnisses
Der Astronom Ivan King von der Universität Washington fand im Jahre 1995 dieses mysteriöse blaue Licht, ebenfalls mit dem Hubble Teleskop. Er dachte dieses blaue Licht kommt von einem großen, exotischen Stern, nahe des Zentrums Andromedas. Drei Jahre später bewiesen Lauer und Sandra Faber von der Universität in Kalifornien, dass es sich nicht um nur einen Stern handeln kann, sondern ein Sternencluster sein muss. Dabei wurde ebenfalls das Hubble-Teleskop verwendet. Nun, sieben Jahre später ist das Hubble-Teleskop im dritten Anlauf erfolgreicher. Es entdeckte 400 blaue Sterne, die sich erst vor 200 Millionen Jahren gebildet haben. Diese 400 Sterne haben sich auf relativ kleinem Raum gebildet, ein Lichtjahr im Durchmesser.
Die Forscher benutzten spezielle Instrumente an Bord von Hubble um die Geschwindigkeit und andere Daten der Sterne zu messen. Sie drehen sich mit 3.6 Millionen Kilometer pro Stunde (umgerechnet ca. 1000 Kilometer pro Sekunde) um das schwarze Loch. Mit dieser Geschwindigkeit könnte man in 40 Sekunden die Erde umkreisen und in sechs Minuten zum Mond fliegen. Jedoch handelt es sich bei diesem Sternencluster um größere Abstände. Dort ist der schnellste Stern in 100 Jahren mit einer Umkreisung des schwarzen Loches fertig.
Das Hubble-Teleskop hat wieder einmal ein Geheimnis gelöst. Damit hat es bewiesen, dass es noch zu gebrauchen ist und nicht wie viele meinen unnütz im Weltraum umherfliegt. Im dritten Anlauf hat es jetzt ein Geheimnis aufgelöst, dass die Wissenschaft jahrelang im Atem hielt. Wieder einmal ist das Hubble-Teleskop im „Kampf“ gegen Weltraumgeheimnissen als Sieger vom „Schlachtfeld“ gegangen….

Der Beitrag Hubble: Das Geheimnis Andromedas erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Claudia Michalecz. Quelle: UniverseToday.

Diese gigantisch große Galaxie befindet sich in der südlichen Konstellation von Fornax. Auf diesen Foto sind dunkle Staublinien und gigantische Sternen-Cluster zu sehen, was darauf schließen lässt, dass die Galaxie so wie wir sie heute sehen durch eine Galaxiekollision entstanden ist. Wie kleine Kanninchen die an Ecken lauern oder unter Betten liegen, überrascht diese Galaxie mit komplexen Skulpturen aus Staub, die sich versteckt in dieser großen Galaxie befinden. Alle Fotos wurden im sichtbaren Licht und mit dem NASA Hubble Teleskop gemacht.

Das Hubble Teleskop benutzte die so genannte Advanced Camera for Surveys (ACS), die 2002 installiert wurde, für diese Fotos. Damit konnten auch einzigartig genaue Messungen von diesen Sternen-Cluster mit ausschließlich roten Sternen. Die Galaxie ist etwa 75 Millionen Lichtjahre von uns entfernt und liegt in der südlichen Konstellation von Fornax. Sie ist eine der hellsten elliptischen Galaxien im Fornax Galaxie-Cluster. Nebenbei ist es auch noch eine der größten Galaxien und größten Radiowellen-Quellen im Universum. Die Vergangenheit der Galaxie NGC 1316 ist sehr aufregend, was darauf zurückzuführen ist das sie durch eine Galaxiekollision zweier Spiralgalaxien entstand.

Ein amerikanisches Astronomenteam arbeiteten die Fotos von Hubble aus. Dieses Team wurde von Dr. Paul Goudfrooij, vom Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland, geleitet. Nach diesen super Fotos mit den neuesten Messungen hat das Hubble Teleskop wieder einmal gezeigt, dass es viel zu wichtig ist, um verschrottet zu werden. Jedoch ist eine Rettung in den letzten Monaten in weite Ferne gerückt.

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Ein Beitrag von martinollrom. Quelle: SpaceFlightNow.

Die Fotos der Sterne zeigen drei, helle Sternen-Cluster die direkt in der Richtung des Zentrums der Milchstraße liegen. Wie bei vielen Sternen nahe des Zentrums der Milchstraße der Fall, waren diese Sterne im optischen Bereich fast unmöglich zu erkennen, weil interstellarer Staub das sichtbare Licht blockiert. Infrarot- und Röntgendaten beweisen die Existenz von mehreren großen Sternen-Clustern, die sehr hell leuchten und eine Menge Staub um sich haben. Unsichtbar für optische Teleskope, liegen die drei Sternen-Cluster rund 25.000 Lichtjahre von der Erde entfernt, nahe des galaktischen Zentrums. Daten von diesen Fotos zeigen, das die meisten von ihnen eine Oberflächentemperatur von mehreren tausend Grad Celsius besitzen. Daten von Röntgenteleskopen lassen auf eine Umgebungstemperatur des Gases von mehreren Millionen Grad Celsius schließen.

Solch extrem heiße Gase entstehen normal nur bei der Kollision von stellaren Winden zweier knapp zusammenkommender Sterne. Die Bahnen dieser Sterne sind meist sehr eng beieinander. Die diffuse Röntgenstrahlen-Wolke könnte durch das Zusammenkommen von stellarem Wind und heißem Gas entstehen.

Wieder einmal haben sich die Röntgen- beziehungsweise Infrarotteleskope bezahlt gemacht. Dort, wo optische Teleskope wie Hubble versagen, sind sie zur Stelle und erweitern den Horizont des Menschen im Weltraum.

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