Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Symbiose zwischen Galaxien und Schwarzen Löchern

16.07.2003


Abb.: Eine Aufnahme der nahen Galaxie NGC 7742 durch das Hubble Space Telescope der NASA. Im Zentrum dieser Galaxie befindet sich ein Schwarzes Loch. Der gelbe "Dotter" in der Bildmitte ist der Kern der Galaxie, der umgebende klumpige Ring das Gebiet reger Sternentstehung. Um diesen Ring wiederum ist ein diffuses Materieband zu sehen, das vermutlich von einer früheren Brutstätte von Sternen übrig geblieben ist.

Foto: NASA/Max-Planck-Institut für Astrophysik


Überraschende Entdeckung eines deutsch-amerikanischen Forscherteams: Schwarze Löcher und ihre "Wirts-Galaxien" wachsen stets gemeinsam

... mehr zu:
»Galaxie »Stern »Universum

Entstehung und Wachstum superschwerer Schwarzer Löcher ist immer eng mit dem Anwachsen ihrer Wirts-Galaxien verbunden. Zu diesem neuen, unerwarteten Ergebnis sind Forscher des Max-Planck-Instituts für Astrophysik, Garching, und der Johns Hopkins University/USA vor kurzem gekommen. Dazu hatten sie die Daten von mehr als 120.000 Galaxien unserer kosmischen Nachbarschaft ausgewertet, die durch den Sloan Digital Sky Survey (SDSS) beobachtet wurden. Dabei zeigten mehr als 20.000 Galaxien charakteristische Spektralindizien sowohl für das Wachstum des Schwarzen Lochs als auch für die Entstehung von vielen jungen Sternen. Damit ist es den Wissenschaftlern gelungen, ein lang gesuchtes Puzzlestück zu finden, das nun Galaxien und Schwarze Löcher miteinander verbindet: Ihre Entstehung und ihr Wachstum treten immer zusammen auf und bilden dadurch eine Art symbiotischer Beziehung. Die Forscher präsentieren diese neuen Resultate auf der diesjährigen Hauptversammlung der Internationalen Astronomischen Union am 16. Juli 2003 in Sydney.

Eine der bemerkenswertesten Entdeckungen der letzten Jahre war die Erkenntnis, dass jede große Galaxie in unserem Universum in ihrem Zentrum ein massereiches Schwarzes Loch beherbergt, mehrere Millionen mal schwerer als die Sonne. Diese Schwarzen Löcher sind aktiv und dadurch sichtbar, solange neue Materie in sie hineinfällt. Zudem ist in den letzten Jahren klargeworden, dass zwischen der Masse eines Schwarzen Lochs und der der Galaxie, in die es eingebettet ist, ein enger Zusammenhang besteht. Die Entstehung eines Schwarzen Lochs muss also eng mit der seiner Galaxie verbunden sein. Doch bisher fehlte in diesem Puzzle das Kernstück -worin diese Verbindung tatsächlich besteht: Kontrolliert das Schwarze Loch das Anwachsen seiner Muttergalaxie, oder bremst umgekehrt die Galaxie das Wachstum des Schwarzen Lochs? Oder wachsen etwa Schwarzes Loch und Galaxie gemeinsam in einer Art symbiotischen Beziehung? Eine Antwort auf diese Fragen war nur durch die sorgfältige Analyse einer sehr großen Zahl von Galaxien zu finden.


Zudem weiß man heute, dass Schwarze Löcher bei ihrem Wachstum gewaltige Mengen an Energie freisetzen. In extremen Fällen überstrahlen sie dabei sogar ihre Muttergalaxie und bilden einen so genannten Quasar. Diese Quasaraktivität und das Wachstum der Schwarzen Löcher war besonders intensiv, als das Universum erst zwischen einem Zehntel und einem Drittel seines heutigen Alters erreicht hatte. Doch auch heute noch ist das Anwachsen Schwarzer Löcher in Galaxienkernen durch die charakteristische Strahlung einfallender Materie nachweisbar.

Die Forscher um Guinevere Kauffmann (Max-Planck-Institut für Astrophysik, Deutschland) und Timothy Heckman (Johns Hopkins University, USA) haben nun die Daten des Sloan Digital Sky Survey, einer neuartigen Bestandsaufnahme des nahen Universums, dazu genutzt, um das Anwachsen Schwarzer Löcher und ihrer Galaxien in unserer kosmischen Nachbarschaft zu untersuchen. Bei der Auswertung der Daten von mehr als 120.000 Galaxien fanden die Forscher in den Spektren von mehr als 20.000 davon charakteristische Merkmale für das Anwachsen der eingebetteten Schwarzen Löcher. Bei diesen Galaxien handelte es sich fast ausschließlich um massereiche Sternsysteme, deren Struktur und Sterninhalt gewöhnlichen elliptischen Galaxien gleicht, mit dem entscheidenden Unterschied, dass überraschend viele junge Sterne im Inneren der Galaxie nachweisbar sind.

Zugleich stellten die Wissenschaftler fest, dass in den Galaxien mit stark wachsenden Schwarzen Löchern auch eine beträchtliche Zahl an neuen Sternen entstanden ist. Die Beobachtungen zeigten einen direkten Zusammenhang: Je schneller das Wachstum des Schwarzen Lochs, desto größer der Anteil junger Sterne in der Galaxie. Beide - das Schwarze Loch wie die Galaxie - wachsen also zusammen. In Extremfällen, wenn die Masse des Schwarzen Lochs fast so schnell wie in hellen Quasaren zunimmt, ist die betroffene Galaxie von jungen Sternen dominiert.

Damit ist es den Wissenschaftlern gelungen, erstmals eindeutig nachzuweisen, dass die Masse der Sterne in einer Galaxie und die Masse ihres Schwarzen Lochs immer gemeinsam wachsen. "Wir haben für diesen Befund noch kein gutes theoretisches Verständnis" sagt Simon White, Direktor am Max-Planck-Institut für Astrophysik. "Im Moment scheint es so, als könnte man bei Schwarzen Löchern und Galaxien, wie bei der Frage nach der Henne und dem Ei, nicht sagen, wer zuerst kam. Jeder ist notwendig für den anderen." Und er fügt hinzu: "Nur weitere theoretische Arbeiten und zusätzliche Beobachtungen können diese These überzeugend bestätigen."

Dr. Andreas Trepte | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.maxplanck.de/bilderBerichteDokumente/dokumentation/pressemitteilungen/2003/pressemitteilung20030714/index.html

Weitere Berichte zu: Galaxie Stern Universum

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht 3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind
24.05.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

nachricht Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft
24.05.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

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: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten