Schwarze Löcher und dunkle Materie: Tag! Du bist es…

Wir wissen nur, dass sie da sind, weil wir sie im Dunkeln fühlen können … Fühle ihre Schwerkraft, das heißt. Gibt es da draußen Monster? In Galaxien mit massiven Halos aus dunkler Materie wurden massive Schwarze Löcher gefunden – aber das bedeutet nicht unbedingt, dass sie miteinander verbündet sind. Bringen Sie Ihre Ausbuchtung hier auf die dunkle Seite …

Laut einer Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts; Galaxien wie unsere eigene Milchstraße bestehen aus Milliarden von Sternen sowie großen Mengen an Gas und Staub. Das meiste davon kann bei verschiedenen Wellenlängen beobachtet werden, von Radio und Infrarot für kühlere Objekte bis hin zu optischen und Röntgenstrahlen für Teile, die auf hohe Temperaturen erhitzt wurden. Es gibt jedoch auch zwei wichtige Komponenten, die kein Licht emittieren und nur aus ihrer Anziehungskraft abgeleitet werden können. Alle Galaxien sind in Halos der sogenannten Dunklen Materie eingebettet, die sich über den sichtbaren Rand der Galaxie hinaus erstrecken und deren Gesamtmasse dominieren. Diese Komponente kann nicht direkt beobachtet werden, sondern kann durch ihre Wirkung auf die Bewegung von Sternen, Gas und Staub gemessen werden. Die Natur dieser Dunklen Materie ist noch unbekannt, aber Wissenschaftler glauben, dass sie im Gegensatz zu der normalen (baryonischen) Materie, aus der wir, die Erde, die Sonne und die Sterne bestehen, aus exotischen Teilchen besteht.

Die andere unsichtbare Komponente in einer Galaxie ist das supermassereiche Schwarze Loch in seiner Mitte. Unsere eigene Milchstraße beherbergt ein Schwarzes Loch, das etwa vier Millionen Mal schwerer ist als unsere Sonne. Solche oder sogar größere Schwerkraftmonster wurden in allen leuchtenden Galaxien mit zentralen Ausbuchtungen gefunden, in denen eine direkte Suche möglich ist. Es wird angenommen, dass die meisten und möglicherweise alle sperrigen Galaxien ein zentrales Schwarzes Loch enthalten. Auch diese Komponente kann jedoch nicht direkt beobachtet werden, die Masse des Schwarzen Lochs kann nur aus der Bewegung der Sterne um es herum abgeleitet werden. Im Jahr 2002 wurde spekuliert, dass es eine enge Korrelation zwischen der Masse des Schwarzen Lochs und den äußeren Rotationsgeschwindigkeiten von Galaxienscheiben geben könnte, die vom Halo der Dunklen Materie dominiert wird, was darauf hindeutet, dass die unbekannte Physik der exotischen Dunklen Materie die Wachstum von Schwarzen Löchern. Andererseits wurde bereits einige Jahre zuvor gezeigt, dass die Masse des Schwarzen Lochs gut mit der Ausbuchtungsmasse oder der Leuchtkraft korreliert. Da größere Galaxien im Allgemeinen auch größere Ausbuchtungen enthalten, blieb unklar, welche der Korrelationen die Hauptursache für das Wachstum von Schwarzen Löchern ist.

John Kormendy und Ralf Bender untersuchten Galaxien, indem sie Galaxien untersuchten, die in massive dunkle Lichthöfe mit hohen Rotationsgeschwindigkeiten, aber kleinen oder keinen Ausbuchtungen eingebettet waren. Sie fanden tatsächlich heraus, dass Galaxien ohne Ausbuchtung – selbst wenn sie in massive Halos aus dunkler Materie eingebettet sind – bestenfalls schwarze Löcher mit sehr geringer Masse enthalten können. So konnten sie zeigen, dass das Wachstum von Schwarzen Löchern hauptsächlich mit der Bildung von Ausbuchtungen und nicht mit dunkler Materie zusammenhängt. „Es ist schwer vorstellbar, wie die weit verbreitete nicht-baryonische Dunkle Materie mit niedriger Dichte das Wachstum eines Schwarzen Lochs in einem sehr kleinen Volumen tief in einer Galaxie beeinflussen könnte“, sagt Ralf Bender vom Max-Planck-Institut für außerirdische Physik und das Universitätsobservatorium München. John Kormendy von der University of Texas fügt hinzu: "Es scheint viel plausibler, dass schwarze Löcher aus dem Gas in ihrer Nähe wachsen, vor allem als sich die Galaxien bildeten." In dem akzeptierten Szenario der Strukturbildung treten häufig Galaxienfusionen auf, die Scheiben durcheinander bringen, Gas in die Mitte fallen lassen und so Starbursts auslösen und Schwarze Löcher speisen. Die Beobachtungen von Kormendy und Bender zeigen, dass dies tatsächlich der dominierende Prozess der Bildung und des Wachstums von Schwarzen Löchern sein muss.

Also pass auf, wenn du das nächste Mal Spiele im Dunkeln spielst … Du wirst vielleicht nur gegessen, anstatt … ähm … markiert.

Originalgeschichte Quelle: Max-Planck-Institut / Bild: wikisky.org. Wir danken Ihnen vielmals!

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