Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schwarzes Loch bringt Licht ins Dunkel einer Galaxie

18.04.2008
Erstmals Lichtecho eines Röntgenblitzes im Detail beobachtet

Ein Lichtecho entsteht, wenn interstellare Gase durch Strahlung stark aufgeheizt werden und darauf ihrerseits mit Aussendung von Licht in anderen Wellenlängen reagieren. Bei der Galaxie, die nun ein internationales Team unter Leitung der Astrophysikerin Stefanie Komossa vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching beobachtet hat, handelt es sich bei der Strahlungsquelle um hell aufleuchtendes Röntgenlicht, hervorgerufen von der Zerstörung eines Sterns durch ein Schwarzes Loch.


Bild: MPE/ESA
Eine künstlerische Darstellung des Lichtechos der Zerstörung eines Sterns durch ein Schwarzes Loch

Zum ersten Mal konnte nun das Lichtecho eines solch seltenen und höchst dramatischen Ereignisses im Detail verfolgt werden. Das zeitlich hoch-veränderliche Lichtecho führte in diesem Falle nicht nur zur Entdeckung des stellaren Zerstörungsprozesses, es stellt insbesondere auch eine neue Methode dar, Galaxienkerne zu kartografieren (Astrophysical Journal Letters, 1. Mai 2008).

Wenn ein Stern von einem Schwarzen Loch zerrissen wird, verteilen sich die Sterntrümmer in seiner Nähe und werden unweigerlich vom Schwarzen Loch angezogen und verschluckt. Erst eine Handvoll dieser extremen Ereignisse ist überhaupt bekannt. Der kurzfristig stark erhöhte Materiestrom auf das Schwarze Loch führt zu einem plötzlichen Anwachsen der Ultraviolett- und Röntgenhelligkeit, da sich die stellare Restmaterie stark aufheizt. Während die hochenergetische Strahlung den Kern der Galaxie durchläuft, erhellt sie Materie, die sonst von Dunkelheit verborgen bleibt und ermöglicht es dadurch, verschiedene Raumgebiete zu sondieren.

... mehr zu:
»Galaxie »Lichtecho »Strahlung

„Den Kern einer normalen Galaxie zu studieren, ist so, als würde man die New Yorker Skyline bei Nacht während eines Stromausfalls betrachten: Dabei erfährt man nicht viel über die Gebäude, Straßen und Parks der Stadt“, erläutert Stefanie Komossa. „Die Situation verändert sich etwa während eines Feuerwerks. Genauso ist es, wenn ein plötzlich aufflammender Blitz hochenergetischer Strahlung eine Galaxie für einen kurzen Moment erhellt.“ Allerdings müssen sich die Astrophysiker bei einem solchen Ereignis beeilen und im richtigen Moment durch das Teleskop blicken, da Strahlungsausbrüche im Röntgenlicht nicht lange andauern.

Aus der Stärke, dem Ionisationsgrad und den abgeleiteten Geschwindigkeiten der jetzt entdeckten, zeitlich hoch-veränderlichen Emissionslinien kann ersehen werden, in welchem Teil der Galaxie man sich gerade befindet. Die Emissionslinien stellen die Fingerabdrücke einzelner Atome in den heißen Gasen dar, die vom Strahlungsblitz beleuchtet werden. Die Galaxie mit dem Katalognamen SDSSJ0952+2143, die von Komossa und ihrem Team im Dezember 2007 im Archiv der Sloan Himmelsdurchmusterung entdeckt wurde, erregte die Aufmerksamkeit der Wissenschaftler durch besonders starke Eisenlinien: die stärksten, gesehen im Verhältnis zur Sauerstoffemission, die jemals in einer Galaxie gemessen wurden. Darin sehen die Autoren einen Beleg für das Vorhandensein eines molekularen Torus, der eine wichtige Rolle im vereinheitlichten Kernmodell aktiver Galaxien spielt.

Das Modell geht davon aus, dass alle aktiven Galaxien aus identischen Bestandteilen aufgebaut sind und sich die von uns wahrgenommenen Unterschiede nur aus den unterschiedlichen Blickrichtungen ergeben, aus denen man die Galaxien betrachtet. Ein wichtiger Bestandteil des Galaxienmodells ist der molekulare Torus, der das Schwarze Loch und die Akkretionsscheibe ringartig umschließt und von bestimmten Beobachtungswinkeln aus auch verdeckt. Auch die Breite der von Wissenschaftlern messbaren Spektrallinien wird von der Blickrichtung und damit vom Molekulartorus beeinflusst.

Sollte sich die Vermutung von Komossa und ihren Kollegen bestätigen, wäre dies das erste Mal, dass Wissenschaftler ein so starkes zeitlich veränderliches Signal vom Molekulartorus sehen. Durch das Lichtecho könnte der Torus kartografiert und auf bestimmte Eigenschaften wie etwa seine Dimensionen hin untersucht werden, die bisher schwer fassbar blieben.

In die gleiche Richtung weist die Beobachtung von zeitlich veränderlicher Emission im Licht der Wärmestrahlung: Sie kann als „letzter Hilfeschrei“ aufgeheizter staubiger Materie gedeutet werden, bevor der Staub durch den Strahlungsblitz schließlich komplett zerstört wird.

Neben der ungewöhnlich starken Eisenemission fiel den Wissenschaftlern eine merkwürdige Form der Wasserstoff-Emissionslinien auf, die so noch niemals gesehen wurde: Sie liefert einen Hinweis auf Aktivitäten der Materiescheibe um das Schwarze Loch, die hauptsächlich aus Wasserstoff besteht. „Höchstwahrscheinlich sehen wir hier Trümmer des zerrissenen

Sterns, die kurz davor sind, von dem Schwarzen Loch verschluckt zu werden“, erklärt Hongyan Zhou vom MPE, Ko-Autor der Publikation.

Das Lichtecho in der kürzlich entdeckten Galaxie dauert weiter an und wird derzeit mit leistungsstarken Großteleskopen weiter verfolgt. Der Strahlungsausbruch selbst ist inzwischen bereits stark abgeklungen. Schnell eingeleitete Untersuchungen mit dem Weltraum-Röntgenteleskop Chandra zeigen zwar noch messbares, aber bereits sehr schwaches Röntgenlicht aus dem Kern der Galaxie.

„Die Kartierung von Lichtechos eröffnet ganz neue Möglichkeiten der Untersuchung von Galaxien“, so Komossas Schlussfolgerung. Auf diese Weise soll nun die physikalische Beschaffenheit der Materie rund um den Kern aktiver und inaktiver Galaxien näher erforscht werden.

Originalveröffentlichung:
http://xxx.lanl.gov/abs/0804.2670
(in englischer Sprache)
Weitere Informationen erhalten Sie von:
Dr. Mona Clerico Pressesprecherin Max-Planck-Institut für Astrophysik und Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik Tel.: +49 89 30000-3980 E-Mail: clerico@mpe.mpg.de
Dr. Stefanie Komossa
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik Tel.: +49 89 30000-3577
E-Mail: skomossa@mpe.mpg.de

Dr. Mona Clerico | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpe.mpg.de
http://www.mpe.mpg.de/main-d.html

Weitere Berichte zu: Galaxie Lichtecho Strahlung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Waschen für die Mikrowelt – Potsdamer Physiker entwickeln lichtempfindliche Seife
02.12.2016 | Universität Potsdam

nachricht Quantenreibung: Jenseits der Näherung des lokalen Gleichgewichts
01.12.2016 | Forschungsverbund Berlin e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie