Home  |  Nachrichten  | Frag astronews.com  | Bild des Tages  |  Kalender  | Glossar  |  Links  | Forum  | Über uns    
astronews.com  
Nachrichten

astronews.com
astronews.com

Der deutschsprachige Onlinedienst für Astronomie, Astrophysik und Raumfahrt

Home  : Nachrichten : Forschung : Artikel [ Druckansicht ]

 
MASSEREICHE STERNE
Wachstum durch schnelle Gasströme
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Tübingen
astronews.com
10. Oktober 2017

Beobachtungen zeigen, dass es schon kurz nach dem Urknall supermassereiche Schwarze Löcher gegeben hat. Mit den bisherigen Theorien ist ihre Entstehung in so kurzer Zeit kaum zu verstehen. Neue Simulationen lieferten nun eine mögliche Erklärung: Durch schnelle Gasströme könnten schon bald nach dem Urknall massereiche Sterne entstanden sein, die dann zu Schwarzen Löchern kollabierten.

Massereicher Stern

Ein massereicher Stern entsteht: Projektion der Dichteverteilung der Dunklen Materie (Hintergrund und oberes Bild) sowie der interstellaren Materie (die drei unteren Bilder). Bild: Shingo Hirano, Takashi Hosokawa, Naoki Yoshida, Rolf Kuiper [Großansicht]

Jüngeren Entdeckungen zufolge sind in einer Entfernung von 13 Milliarden Lichtjahren supermassereiche Schwarze Löcher zu finden – sie entstanden also bereits im frühen Universum. Schwarze Löcher bestehen aus einer derart kompakten Masse, dass die von ihr erzeugte Schwerkraft in der Umgebung alle Materie und Energie in die Löcher hineinzieht. Als supermassereich werden Objekte mit einer mindestens 100.000-fachen Masse unserer Sonne bezeichnet.

Bisher stellte die schnelle Entstehung der supermassereichen Schwarzen Löcher, möglicherweise nur einige hundert Millionen Jahre nach dem Urknall, die Forschung vor Rätsel. Nun ist es einem internationalen Forscherteam unter Beteiligung von Dr. Rolf Kuiper vom Institut für Astronomie und Astrophysik der Universität Tübingen gelungen, das Rätsel mithilfe einer Supercomputer-Simulation zu lösen: Gasströme mit Überschallgeschwindigkeit, die sich schon beim Urknall formierten, können die Bildung von schnell wachsenden massereichen Schwarzen Löchern verursachen.

"Diese Erkenntnis ist ein bedeutender Fortschritt“, sagt der Autor Dr. Shingo Hirano, der zurzeit an der University of Texas in Austin forscht. Eine Entfernung von 13 Milliarden Lichtjahren entspricht dem Zustand des sich immer weiter ausdehnenden Universums zu einer Zeit, als es erst fünf Prozent des heutigen Alters erreicht hatte. Bestehende Theorien zur Bildung und Entwicklung der Schwarzen Löcher in dieser gewaltigen Entfernung von der Erde griffen nicht, weil auch wenig über die beteiligten physikalischen Mechanismen bekannt ist.

Werbung

In theoretischen Studien hatten Forscher bisher vermutet, dass sich die Schwarzen Löcher aus Überresten der ersten Sternengeneration nach dem Urknall gebildet haben könnten oder direkt durch einen Gravitationskollaps einer frühen massereichen Gaswolke. Doch zeigte sich, dass die Prozesse viel zu lange dauern würden, um in kurzer Zeit supermassereiche Schwarze Löcher zu formen, oder zumindest hätte dies sehr spezielle Bedingungen erfordert.

Das Forscherteam entdeckte einen vielversprechenden physikalischen Prozess, durch den sich ein massereiches Schwarzes Loch schnell genug bilden könnte. Den Schlüssel bilden Überschallgasströmungen, die mit Dunkler Materie wechselwirken. Dunkle Materie ist nicht sichtbar, Forscher können ihre Existenz nur indirekt erschließen. Die Supercomputer-Simulation des Forscherteams ergab, dass sich ein massiver Klumpen Dunkler Materie 100 Millionen Jahre nach Entstehung des Universums gebildet hatte. Die Dunkle Materie fing Gasströme mit Überschallgeschwindigkeit ein, die beim Urknall entstanden waren. Es bildete sich eine dichte, turbulente Gaswolke. Im Inneren begann sich ein Protostern, ein Vorstadium eines Sterns, zu entwickeln.

"Im umgebenden Gas war mehr als genug Material, das er aufnehmen konnte. Der Stern wuchs in kürzester Zeit zu extremer Größe heran, ohne viel Strahlung abzugeben“, sagt Rolf Kuiper, der an der Universität Tübingen eine Emmy Noether-Forschungsgruppe zur Bildung der massereichsten Sterne im heutigen Universum leitet. Als der Stern die 34.000-fache Masse unserer Sonne erreicht hatte, kollabierte er aufgrund seiner eigenen Schwerkraft und hinterließ ein massereiches Schwarzes Loch.

Solche massereichen Schwarzen Löcher aus dem frühen Universum wuchsen weiter oder verschmolzen zu supermassereichen Schwarzen Löchern. "Unseren Berechnungen zufolge müsste in jeder Richtung ein massereiches Schwarzes Loch in drei Milliarden Lichtjahren zu finden sein – dieser Wert deckt sich bemerkenswert gut mit der beobachteten Dichte supermassereicher Schwarzer Löcher", sagt Hirano.

Die Forscher gehen davon aus, dass die Studienergebnisse eine wichtige Grundlage für weitere Untersuchungen an massereichen Schwarzen Löchern bilden. Denn davon, so hoffen sie, werden noch viele weitere entdeckt im weit entfernten Universum, sobald 2019 das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA ins All geschossen wird und Daten liefert.

Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Science erschienen ist.

Forum
Wachstum massereicher Sterne durch schnelle Gasströme. Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
Massereiche Sterne: Helligkeitsausbrüche bei der Geburt - 8. November 2016
Massereiche Sterne: Hinweise aus Schlange und Ziegelstein - 16. Januar 2015
APEX: Die Kinderstuben der massereichsten Sterne - 14. Mai 2014
Massereiche Sterne: Die Geburt ist bei allen Sterne gleich - 15. Juli 2010
Massereiche Sterne: Ähnlich entstanden wie unsere Sonne? - 15. Februar 2010
Sterne: Riesensterne brauchen Geburtshelfer - 28. Februar 2008
Sternentstehung: Wie große Sterne entstehen - 28. September 2006
VLT: Massereiche Sterne entstehen überall - 26. August 2002
NTT: Geburt massereicher Sterne im Omega-Nebel - 15. September 2000
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
Universität Tübingen
In sozialen Netzwerken empfehlen
 
 
Werbung
Werbung
astronews.com 
Nachrichten Forschung | Raumfahrt | Sonnensystem | Teleskope | Amateurastronomie
Übersicht | Alle Schlagzeilen des Monats | Missionen | Archiv
Weitere Angebote Frag astronews.com | Forum | Bild des Tages | Newsletter
Kalender Sternenhimmel | Startrampe | Fernsehsendungen | Veranstaltungen
Nachschlagen AstroGlossar | AstroLinks
Info RSS-Feeds | Soziale Netzwerke | astronews.com ist mir was wert | Werbung | Kontakt | Suche
Impressum | Nutzungsbedingungen | Datenschutzerklärung
     ^ Copyright Stefan Deiters und/oder Lieferanten 1999-2017. Alle Rechte vorbehalten.  W3C

© astronews.com / Stefan Deiters und/oder Lieferanten 1999 - 2017
Alle Rechte vorbehalten. Vervielfältigung nur mit Genehmigung.


URL dieser Seite: http://astronews.com/news/artikel/2017/10