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 Maschinelles Lernen im Quantenlabor
19.01.2018 | Universität Innsbruck

nachricht Seltsames Verhalten eines Sterns offenbart Schwarzes Loch, das sich in riesigem Sternhaufen verbirgt
17.01.2018 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

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: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungen

6. Technologie- und Anwendungsdialog am 18. Januar 2018 an der TH Wildau: „Intelligente Logistik“

18.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal vereinbart mit dem Betriebsrat von RWG Sozialplan - Zukunftsorientierter Dialog führt zur Einigkeit

19.01.2018 | Unternehmensmeldung

Open Science auf offener See

19.01.2018 | Geowissenschaften

Original bleibt Original - Neues Produktschutzverfahren für KFZ-Kennzeichenschilder

19.01.2018 | Informationstechnologie