Menü
Foren
Neue Beiträge
Foren durchsuchen
Aktuelles
Neue Beiträge
Neue Medien
Kommentare Medien
Letzte Aktivität
Galerie
Neue Medien
Neue Kommentare
Medien suchen
Mitglieder
Zurzeit aktive Besucher
Anmelden
Registrieren
Aktuelles
Suche
Suche
Nur Titel durchsuchen
Von:
Neue Beiträge
Foren durchsuchen
Menü
Anmelden
Registrieren
Install the app
Installieren
Foren
Erwachsenen-Themen
Wissenschaft + Geschichte
Universum
JavaScript ist deaktiviert. Für eine bessere Darstellung aktiviere bitte JavaScript in deinem Browser, bevor du fortfährst.
Du verwendest einen veralteten Browser. Es ist möglich, dass diese oder andere Websites nicht korrekt angezeigt werden.
Du solltest ein Upgrade durchführen oder einen
alternativen Browser
verwenden.
Auf Thema antworten
Nachricht
<blockquote data-quote="H2SO4" data-source="post: 91595" data-attributes="member: 2506"><p>Rotation a = 1Bei einem mit maximaler Geschwindigkeit (a = 1) rotierenden Loch wird die umgebende Raumzeit in einer strudelartigen Form mitgerissen. Ein anderer anschaulicher Vergleich ist etwa ein Tornado, der einen ähnlichen Wirbel erzeugt. Wieso gibt es eigentlich eine maximale Rotationsgeschwindigkeit? Theoretisch könnte man doch einfach mit Drehimpuls behaftete Materie in das Loch werfen, um seine Rotation immer schneller werden zu lassen (der Drehimpuls muss ja erhalten bleiben). Da aber macht uns die Natur einen Strich durch die Rechnung.</p><p></p><p>Wenn Sie ihren Kaffee einmal extrem schnell umrühren, so wird ab einer bestimmten Drehzahl durch die Zentrifugalkraft das herrliche Getränk aus der Tasse spritzen, der Zusammenhalt der Flüssigkeit zerreißt. Auch Sterne können nicht mit jeder beliebigen Geschwindigkeit rotieren, denn sonst würden sie durch die Zentrifugalkräfte zerrissen. Das gilt auch für Weiße Zwerge, genauso wie für Neutronensterne, die nicht mehr als etwa 1000 Umdrehungen pro Sekunde durchführen können. Gilt das auch für ein Schwarzes Loch?</p><p></p><p>Durch die Zentrifugalkraft wird der Horizont (exakt ausgedrückt: die Ergosphäre, siehe weiter unten, der eigentliche Ereignishorizont wird nicht verformt) eines Schwarzen Lochs zusammengepresst, abgeplattet wie die Erde durch ihre Rotation. Irgendwann sollte er doch zerreißen, wenn wir immer mehr Materie mit Drehimpuls hineinwerfen? Leider nein. Es gibt für ein rotierendes Schwarzes Loch eine maximale Geschwindigkeit: Wenn es mit halber Lichtgeschwindigkeit rotiert (a = 1, = "Maximal- Kerr"), lassen es die Zentrifugalkräfte nicht mehr zu, dass Materie ins Loch fällt. Sie wird vom Horizont fortgeschleudert. Würde allerdings Maximal-Kerr tatsächlich exakt erreicht werden, könnten die Zentrifugalkräfte die Gravitation aufheben. Wir hätten dann ein Schwarzes Loch ohne Horizont geschaffen, denn der würde jetzt zerplatzen und wir könnten direkt auf die Singularität sehen!</p><p></p><p>Roger Penrose Man kann aber noch so trickreich vorgehen, wir können weder den Horizont zerstören, noch die Rotation beliebig steigern. Roger Penrose hat 1969 eine Hypothese aufgestellt, die so genannte Kosmische Zensur(cosmic censorship). Demnach ist es einem außenstehenden Beobachter zu keiner Zeit und an keinem Ort des Universums möglich, eine nackte Singularität zu erblicken, also eine Singularität ohne Ereignishorizont. Die Natur scheint uns das generell verwehren zu wollen. Jede echte ("intrinsische", ~aus sich selbst heraus) Singularität muss sich nach der Kosmischen Zensur hinter einem Ereignishorizont verbergen, vom Rest des Universums isolieren. Ein Beobachter kann eine Singularität nur erblicken, wenn er sich in das Schwarze Loch begibt. In der "Praxis" ist es also nicht möglich, dass ein Loch mit maximaler Geschwindigkeit rotiert, jedoch können viele Schwarze Löcher dem maximalen Drehimpuls sehr nahe komme</p><p></p><p>Beschäftigen wir uns nun ein wenig mit dem Horizont Kerrscher Löcher, besser gesagt den Horizonten:</p><p></p><p>ErgosphäreWie die Skizze schon andeutet, ist der Aufbau stark verändert gegenüber einem nicht rotierenden Loch. Außen umschließt eine so genannte Ergosphäre das Gebilde. Sie hat die abgeplattete Form eines Ellipsoids und stellt ein Gebiet um das Loch dar, in dem keine statisch ruhige Lage mehr möglich ist. Allem, was sich hier aufhält, Materie oder Strahlung, wird die Rotation des Schwarzen Lochs aufgezwungen (frame dragging). Die äußere Begrenzung der Ergosphäre wird deshalb auch statische Grenze genannt. Selbst wenn ein Körper Lichtgeschwindigkeit erreicht, kann er innerhalb der Ergosphäre keine statische Lage mehr einnehmen. Nicht eingezeichnet ist der Übersichtlichkeit halber hier die schon bekannte Photonensphäre, ein Bereich, in dem ein unter günstigem Winkel hinein gelenktes Photon gerade noch auf einer stabilen Bahn umlaufen kann, ohne in das Loch zu fallen.</p><p></p><p>Weder die Ergosphäre, Photonensphäre noch die statische Grenze stellen einen Ereignishorizont dar. Erst bei weiterem Eintauchen in das Kerr- Loch stoßen wir auf - zwei - Horizonte! Der äußere Horizont befindet sich vollständig innerhalb der statischen Grenze, an den Polen können Ergosphäre und äußerer Horizont sich überschneiden (bei a = 1). Dieser Horizont ist die eigentliche Grenze des Lochs, aus der keine Informationen mehr entweichen können. Darunter befindet sich ein zweiter Horizont, über dessen Bedeutung man sich noch nicht im Klaren ist. Noch weiter innen stoßen wir nun auf eine ringförmig aufgeblasene, jedoch unendlich dünne Singularität in der äquatorialen Ebene. Bei Maximal-Kerr liegt sie, wie dann auch der innere auf dem äußeren Horizont. Wird a = 0, haben wir es wieder mit einem Schwarzschild- Loch zu tun - die Singularität schrumpft zu einer Punktsingularität zusammen. </p><p></p><p>Hier eine weitere Darstellung, wie ein Kerr- Loch die Raumzeit und alles andere mit sich reißt (frame- dragging) und seine Rotation aufzwingt. Vielfach wird gesagt, dass durch die Ringsingularität völlig neue Möglichkeiten eröffnet werden: Man könnte sich oberhalb der Ringebene aufhalten oder sogar durch den Ring hindurch fliegen, zumindest bei supermassiven Löchern, da hier die Gezeitenkräfte noch erträglich wären. Der Ring stelle nicht das Ende der Raumzeit dar, wie es bei einer intrinsischen Punktsingularität der Fall ist. Prinzipiell könnten wir unseren Astronauten also wieder auf die Reise schicken, und nach manchen Vermutungen sollte er durch die Ringsingularität sogar andere Universen erreichen. Allerdings liegen solche Spekulationen jenseits jeder Realität, niemand kann den Sturz in ein Schwarzes Loch überleben! Zunächst einmal dürfte es keine Konstruktion und keinen Organismus geben, die den Belastungen der Rotation mit evtl. relativistischen Geschwindigkeiten schon in Horizontnähe widerstehen könnten. Direkt am Horizont hätte jeder Gegenstand Lichtgeschwindigkeit, um dann überlichtschnell weiter zu stürzen! Materie in der uns bekannten Form kann hier wohl nicht mehr existieren, weil die Geodäten der Teilchen raumartig werden. Das bedeutet, dass die Teilchen tachyonische Eigenschaften annehmen, sich außerhalb aller von uns fassbaren Grenzen bewegen. Deshalb bleibt fortan unser Astronaut von allen Blessuren verschont.</p><p></p><p>Mit freundlicher Genehmigung von J. Bergeron/Sky & Telescope</p><p></p><p>Damit kennen wir jetzt alle Arten von Schwarzen Löchern, die denkbar sind:</p><p></p><p> * Das Schwarzschild- Loch. Es ist statisch, rotiert also nicht und ist kugelsymmetrisch. Für seine Beschreibung genügt die Masse</p><p> * Das Schwarze Loch nach Reissner-Nordström: Es rotiert auch nicht, ist ebenfalls kugelsymmetrisch, aber elektrisch geladen</p><p> * Das Kerrsche Loch. Zu seiner Beschreibung braucht man Masse und Drehimpuls</p><p> * Die wahrscheinlichste Lösung eines Gravitationskollapses: Ein im Gleichgewicht befindliches, rotierendes Loch mit einer geladenen Masse. Es wird Kerr-Newman- Loch genannt.</p><p></p><p>Für die Masse eines Schwarzen Lochs ist keine Begrenzung bekannt, sie kann beliebige (!) Größen annehmen. Das gilt jedoch nicht für die Ladung und den Drehimpuls, ihnen ist ein oberes Limit gesetzt. Würde es überschritten, z.B. beim Kollaps eines Sterns, so könnte kein Schwarzes Loch entstehen, sondern eine nackte Singularität. Das aber verbietet die Kosmische Zensur!</p><p></p><p>Jetzt wollen wir uns ansehen was passiert, wenn Materie zu engen Kontakt mit Schwarzen Löchern hat. </p><p></p><p>Im letzten Kapitel wurde schon kurz erwähnt, dass Schwarze Löcher in der Realität in den allermeisten Fällen von Materie umgeben sein werden. Wie dicht diese Materie ist hängt davon ab, in welcher Region sich das Loch befindet. Hält es sich im intergalaktischen Raum auf, wird es nur von ein paar Atomen je Kubikmeter umgeben sein. An solchen Orten dürfte man allerdings selten auf Schwarze Löcher stoßen. Sie entstehen ja durch den Kollaps sehr massereicher Sterne, die sich aber durch ihre extrem schnelle Entwicklung nicht weit von ihrer Geburtsstätte entfernen können. Wenn wir also auf die Suche gehen wollen, sollten wir zunächst die Sternentstehungsgebiete in den Spiralarmen der Galaxien durchforsten. Hier können die Schwarzen Löcher von dichten Materiewolken umgeben sein, und das macht sie für uns sichtbar!</p><p></p><p>Wenn ein Körper von Materie umgeben ist, so übt er eine Anziehungskraft auf diese aus. Anziehungskräfte können enorme Größen annehmen, wenn wir z.B. an eine bestimmte Art von Röntgendoppelsternen denken (siehe hierzu auch "kataklysmische Veränderliche").</p><p></p><p>Weißer Zwerg gegen Roten RiesenIn solchen Systemen ist ein Weißer Zwerg von Erdgröße in der Lage, einen gigantischen Roten Riesen regelrecht aufzusaugen. Diesen Vorgang nennt man Akkretion (lat. accretio, "Zuwachs"). Wie in dieser Darstellung gezeigt, fließt Materie vom Roten Riesen über zu einem gravitationsstarken Weißen Zwerg. Die vom Roten Riesen stammende Materie fällt nicht einfach auf den Zwergstern herunter, sondern bewegt sich auf spiralförmigen Bahnen zum Zwerg und geht dort vorübergehend in Keplersche Umlaufbahnen über. Durch Scherung und Turbulenzen wird Drehimpuls in der gebildeten Materiescheibe nach außen transportiert, so dass Teilchen bzw. Partikel immer weiter nach innen wandern und schließlich zum Zwerg gelangen. Akkretion spielt nicht nur bei Röntgendoppelsternen eine wichtige Rolle, sondern auch bei gerade erst entstandenen Sternen und in den Zentren aktiver Galaxien (AGN, Active Galactic Nuclei).</p><p></p><p>Akkretion ist also kein seltener Vorgang im Kosmos. Dieses gravitationsbedingte Aufsammeln von Materie kann gehemmt werden durch den Gasdruck und durch Drehimpuls. Der Gasdruck kann aber durch Kühlung (einfache Wärmeabstrahlung) gemindert werden, Drehimpuls lässt sich umverlagern. Das geschieht in einer sich um das Schwarze Loch (oder den Stern) bildenden Akkretionsscheibe. Akkretionsscheiben entstehen, wenn die Scheibenmasse gering im Vergleich zu der des Zentralkörpers ist und die Geschwindigkeit der thermischen Teilchenbewegung geringer ist als die Umlaufgeschwindigkeit.</p><p></p><p>Schwarzes Loch in NGC 7052In der elliptischen Galaxie NGC 7052 hat das Hubble- Weltraumteleskop ein Schwarzes Loch entdeckt (links die Aufnahme eines erdgebundenen Teleskops). Was auf dem rechten Bild fast wie eine Radkappe aussieht, ist eine gigantische Akkretionsscheibe von 3700 Lichtjahren Ausdehnung im Zentrum der Galaxie. Diese riesige Staubmenge stammt vermutlich aus der Kollision mit einer anderen Galaxie, das Schwarze Loch benötigte mehrere Millionen Jahre um diese Scheibe auszubilden. Das Loch hat inzwischen eine Größe von 300 Millionen (!) Sonnenmassen erreicht.</p><p></p><p>Akkretionsscheiben sind normalerweise axialsymmetrisch und sehr dünn.</p><p></p><p>Akkretionsscheibe Sie bilden sich aus, wenn relativ kühles und drehimpulsarmes Material aufgesammelt wird. Die Kühlung erfolgt recht leicht durch einfache Abstrahlung der Wärmeenergie. Der Drehimpuls kann dann in der Scheibe abgebaut werden. Zum Verständnis dieses Vorgangs müssen wir uns vor Augen halten, dass in der Akkretionsscheibe differentielle Rotation vorherrscht. Das bedeutet, dass die Umlauf (Winkel) -geschwindigkeit im Scheibenzentrum am größten ist und nach außen hin abnimmt. Hinzu kommt die zum Zentrum hin zunehmende Materiedichte.</p></blockquote><p></p>
[QUOTE="H2SO4, post: 91595, member: 2506"] Rotation a = 1Bei einem mit maximaler Geschwindigkeit (a = 1) rotierenden Loch wird die umgebende Raumzeit in einer strudelartigen Form mitgerissen. Ein anderer anschaulicher Vergleich ist etwa ein Tornado, der einen ähnlichen Wirbel erzeugt. Wieso gibt es eigentlich eine maximale Rotationsgeschwindigkeit? Theoretisch könnte man doch einfach mit Drehimpuls behaftete Materie in das Loch werfen, um seine Rotation immer schneller werden zu lassen (der Drehimpuls muss ja erhalten bleiben). Da aber macht uns die Natur einen Strich durch die Rechnung. Wenn Sie ihren Kaffee einmal extrem schnell umrühren, so wird ab einer bestimmten Drehzahl durch die Zentrifugalkraft das herrliche Getränk aus der Tasse spritzen, der Zusammenhalt der Flüssigkeit zerreißt. Auch Sterne können nicht mit jeder beliebigen Geschwindigkeit rotieren, denn sonst würden sie durch die Zentrifugalkräfte zerrissen. Das gilt auch für Weiße Zwerge, genauso wie für Neutronensterne, die nicht mehr als etwa 1000 Umdrehungen pro Sekunde durchführen können. Gilt das auch für ein Schwarzes Loch? Durch die Zentrifugalkraft wird der Horizont (exakt ausgedrückt: die Ergosphäre, siehe weiter unten, der eigentliche Ereignishorizont wird nicht verformt) eines Schwarzen Lochs zusammengepresst, abgeplattet wie die Erde durch ihre Rotation. Irgendwann sollte er doch zerreißen, wenn wir immer mehr Materie mit Drehimpuls hineinwerfen? Leider nein. Es gibt für ein rotierendes Schwarzes Loch eine maximale Geschwindigkeit: Wenn es mit halber Lichtgeschwindigkeit rotiert (a = 1, = "Maximal- Kerr"), lassen es die Zentrifugalkräfte nicht mehr zu, dass Materie ins Loch fällt. Sie wird vom Horizont fortgeschleudert. Würde allerdings Maximal-Kerr tatsächlich exakt erreicht werden, könnten die Zentrifugalkräfte die Gravitation aufheben. Wir hätten dann ein Schwarzes Loch ohne Horizont geschaffen, denn der würde jetzt zerplatzen und wir könnten direkt auf die Singularität sehen! Roger Penrose Man kann aber noch so trickreich vorgehen, wir können weder den Horizont zerstören, noch die Rotation beliebig steigern. Roger Penrose hat 1969 eine Hypothese aufgestellt, die so genannte Kosmische Zensur(cosmic censorship). Demnach ist es einem außenstehenden Beobachter zu keiner Zeit und an keinem Ort des Universums möglich, eine nackte Singularität zu erblicken, also eine Singularität ohne Ereignishorizont. Die Natur scheint uns das generell verwehren zu wollen. Jede echte ("intrinsische", ~aus sich selbst heraus) Singularität muss sich nach der Kosmischen Zensur hinter einem Ereignishorizont verbergen, vom Rest des Universums isolieren. Ein Beobachter kann eine Singularität nur erblicken, wenn er sich in das Schwarze Loch begibt. In der "Praxis" ist es also nicht möglich, dass ein Loch mit maximaler Geschwindigkeit rotiert, jedoch können viele Schwarze Löcher dem maximalen Drehimpuls sehr nahe komme Beschäftigen wir uns nun ein wenig mit dem Horizont Kerrscher Löcher, besser gesagt den Horizonten: ErgosphäreWie die Skizze schon andeutet, ist der Aufbau stark verändert gegenüber einem nicht rotierenden Loch. Außen umschließt eine so genannte Ergosphäre das Gebilde. Sie hat die abgeplattete Form eines Ellipsoids und stellt ein Gebiet um das Loch dar, in dem keine statisch ruhige Lage mehr möglich ist. Allem, was sich hier aufhält, Materie oder Strahlung, wird die Rotation des Schwarzen Lochs aufgezwungen (frame dragging). Die äußere Begrenzung der Ergosphäre wird deshalb auch statische Grenze genannt. Selbst wenn ein Körper Lichtgeschwindigkeit erreicht, kann er innerhalb der Ergosphäre keine statische Lage mehr einnehmen. Nicht eingezeichnet ist der Übersichtlichkeit halber hier die schon bekannte Photonensphäre, ein Bereich, in dem ein unter günstigem Winkel hinein gelenktes Photon gerade noch auf einer stabilen Bahn umlaufen kann, ohne in das Loch zu fallen. Weder die Ergosphäre, Photonensphäre noch die statische Grenze stellen einen Ereignishorizont dar. Erst bei weiterem Eintauchen in das Kerr- Loch stoßen wir auf - zwei - Horizonte! Der äußere Horizont befindet sich vollständig innerhalb der statischen Grenze, an den Polen können Ergosphäre und äußerer Horizont sich überschneiden (bei a = 1). Dieser Horizont ist die eigentliche Grenze des Lochs, aus der keine Informationen mehr entweichen können. Darunter befindet sich ein zweiter Horizont, über dessen Bedeutung man sich noch nicht im Klaren ist. Noch weiter innen stoßen wir nun auf eine ringförmig aufgeblasene, jedoch unendlich dünne Singularität in der äquatorialen Ebene. Bei Maximal-Kerr liegt sie, wie dann auch der innere auf dem äußeren Horizont. Wird a = 0, haben wir es wieder mit einem Schwarzschild- Loch zu tun - die Singularität schrumpft zu einer Punktsingularität zusammen. Hier eine weitere Darstellung, wie ein Kerr- Loch die Raumzeit und alles andere mit sich reißt (frame- dragging) und seine Rotation aufzwingt. Vielfach wird gesagt, dass durch die Ringsingularität völlig neue Möglichkeiten eröffnet werden: Man könnte sich oberhalb der Ringebene aufhalten oder sogar durch den Ring hindurch fliegen, zumindest bei supermassiven Löchern, da hier die Gezeitenkräfte noch erträglich wären. Der Ring stelle nicht das Ende der Raumzeit dar, wie es bei einer intrinsischen Punktsingularität der Fall ist. Prinzipiell könnten wir unseren Astronauten also wieder auf die Reise schicken, und nach manchen Vermutungen sollte er durch die Ringsingularität sogar andere Universen erreichen. Allerdings liegen solche Spekulationen jenseits jeder Realität, niemand kann den Sturz in ein Schwarzes Loch überleben! Zunächst einmal dürfte es keine Konstruktion und keinen Organismus geben, die den Belastungen der Rotation mit evtl. relativistischen Geschwindigkeiten schon in Horizontnähe widerstehen könnten. Direkt am Horizont hätte jeder Gegenstand Lichtgeschwindigkeit, um dann überlichtschnell weiter zu stürzen! Materie in der uns bekannten Form kann hier wohl nicht mehr existieren, weil die Geodäten der Teilchen raumartig werden. Das bedeutet, dass die Teilchen tachyonische Eigenschaften annehmen, sich außerhalb aller von uns fassbaren Grenzen bewegen. Deshalb bleibt fortan unser Astronaut von allen Blessuren verschont. Mit freundlicher Genehmigung von J. Bergeron/Sky & Telescope Damit kennen wir jetzt alle Arten von Schwarzen Löchern, die denkbar sind: * Das Schwarzschild- Loch. Es ist statisch, rotiert also nicht und ist kugelsymmetrisch. Für seine Beschreibung genügt die Masse * Das Schwarze Loch nach Reissner-Nordström: Es rotiert auch nicht, ist ebenfalls kugelsymmetrisch, aber elektrisch geladen * Das Kerrsche Loch. Zu seiner Beschreibung braucht man Masse und Drehimpuls * Die wahrscheinlichste Lösung eines Gravitationskollapses: Ein im Gleichgewicht befindliches, rotierendes Loch mit einer geladenen Masse. Es wird Kerr-Newman- Loch genannt. Für die Masse eines Schwarzen Lochs ist keine Begrenzung bekannt, sie kann beliebige (!) Größen annehmen. Das gilt jedoch nicht für die Ladung und den Drehimpuls, ihnen ist ein oberes Limit gesetzt. Würde es überschritten, z.B. beim Kollaps eines Sterns, so könnte kein Schwarzes Loch entstehen, sondern eine nackte Singularität. Das aber verbietet die Kosmische Zensur! Jetzt wollen wir uns ansehen was passiert, wenn Materie zu engen Kontakt mit Schwarzen Löchern hat. Im letzten Kapitel wurde schon kurz erwähnt, dass Schwarze Löcher in der Realität in den allermeisten Fällen von Materie umgeben sein werden. Wie dicht diese Materie ist hängt davon ab, in welcher Region sich das Loch befindet. Hält es sich im intergalaktischen Raum auf, wird es nur von ein paar Atomen je Kubikmeter umgeben sein. An solchen Orten dürfte man allerdings selten auf Schwarze Löcher stoßen. Sie entstehen ja durch den Kollaps sehr massereicher Sterne, die sich aber durch ihre extrem schnelle Entwicklung nicht weit von ihrer Geburtsstätte entfernen können. Wenn wir also auf die Suche gehen wollen, sollten wir zunächst die Sternentstehungsgebiete in den Spiralarmen der Galaxien durchforsten. Hier können die Schwarzen Löcher von dichten Materiewolken umgeben sein, und das macht sie für uns sichtbar! Wenn ein Körper von Materie umgeben ist, so übt er eine Anziehungskraft auf diese aus. Anziehungskräfte können enorme Größen annehmen, wenn wir z.B. an eine bestimmte Art von Röntgendoppelsternen denken (siehe hierzu auch "kataklysmische Veränderliche"). Weißer Zwerg gegen Roten RiesenIn solchen Systemen ist ein Weißer Zwerg von Erdgröße in der Lage, einen gigantischen Roten Riesen regelrecht aufzusaugen. Diesen Vorgang nennt man Akkretion (lat. accretio, "Zuwachs"). Wie in dieser Darstellung gezeigt, fließt Materie vom Roten Riesen über zu einem gravitationsstarken Weißen Zwerg. Die vom Roten Riesen stammende Materie fällt nicht einfach auf den Zwergstern herunter, sondern bewegt sich auf spiralförmigen Bahnen zum Zwerg und geht dort vorübergehend in Keplersche Umlaufbahnen über. Durch Scherung und Turbulenzen wird Drehimpuls in der gebildeten Materiescheibe nach außen transportiert, so dass Teilchen bzw. Partikel immer weiter nach innen wandern und schließlich zum Zwerg gelangen. Akkretion spielt nicht nur bei Röntgendoppelsternen eine wichtige Rolle, sondern auch bei gerade erst entstandenen Sternen und in den Zentren aktiver Galaxien (AGN, Active Galactic Nuclei). Akkretion ist also kein seltener Vorgang im Kosmos. Dieses gravitationsbedingte Aufsammeln von Materie kann gehemmt werden durch den Gasdruck und durch Drehimpuls. Der Gasdruck kann aber durch Kühlung (einfache Wärmeabstrahlung) gemindert werden, Drehimpuls lässt sich umverlagern. Das geschieht in einer sich um das Schwarze Loch (oder den Stern) bildenden Akkretionsscheibe. Akkretionsscheiben entstehen, wenn die Scheibenmasse gering im Vergleich zu der des Zentralkörpers ist und die Geschwindigkeit der thermischen Teilchenbewegung geringer ist als die Umlaufgeschwindigkeit. Schwarzes Loch in NGC 7052In der elliptischen Galaxie NGC 7052 hat das Hubble- Weltraumteleskop ein Schwarzes Loch entdeckt (links die Aufnahme eines erdgebundenen Teleskops). Was auf dem rechten Bild fast wie eine Radkappe aussieht, ist eine gigantische Akkretionsscheibe von 3700 Lichtjahren Ausdehnung im Zentrum der Galaxie. Diese riesige Staubmenge stammt vermutlich aus der Kollision mit einer anderen Galaxie, das Schwarze Loch benötigte mehrere Millionen Jahre um diese Scheibe auszubilden. Das Loch hat inzwischen eine Größe von 300 Millionen (!) Sonnenmassen erreicht. Akkretionsscheiben sind normalerweise axialsymmetrisch und sehr dünn. Akkretionsscheibe Sie bilden sich aus, wenn relativ kühles und drehimpulsarmes Material aufgesammelt wird. Die Kühlung erfolgt recht leicht durch einfache Abstrahlung der Wärmeenergie. Der Drehimpuls kann dann in der Scheibe abgebaut werden. Zum Verständnis dieses Vorgangs müssen wir uns vor Augen halten, dass in der Akkretionsscheibe differentielle Rotation vorherrscht. Das bedeutet, dass die Umlauf (Winkel) -geschwindigkeit im Scheibenzentrum am größten ist und nach außen hin abnimmt. Hinzu kommt die zum Zentrum hin zunehmende Materiedichte. [/QUOTE]
Zitate einfügen…
Name
Authentifizierung
Antworten
Foren
Erwachsenen-Themen
Wissenschaft + Geschichte
Universum
Oben