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Galaxien, Supernova, Pulsare und schwarze Löcher

Galaxien

Elliptische und Spiralgalaxien © goruma (H.Ganter)

Unser All besteht etwa seit rund 13,8 Milliarden Jahren und ist bei dem so genannten Urknall - entstanden. Nur ca. 5% der Materie des Alls besteht aus bekannter Materie bzw. Strahlung. Der Rest setzt sich aus ca. 68% "dunkler Energie" und 27% "dunkler Materie" zusammen. Bis heute weiß man nicht genau, woraus die dunkle Energie und dunkle Materie eigentlich besteht. Die dunkle Energie wirkt der Schwerkraft entgegen, sodass sich das All mit zunehmender Geschwindigkeit immer weiter ausdehnt - wahrscheinlich bis zu einem big rip, dem großen Riss
Unter einer Galaxie versteht man die "riesigen" Ansammlungen von Sternen, Gasnebeln und Staubwolken. Die Galaxie, in der sich unser Sonnensystem befindet ist die Milchstraße.

 

In der Milchstraße beträgt die Anzahl von Sternen rund 200 Milliarden. Es gibt im Prinzip zwei Arten von Galaxien - mit einigen Unterarten - es sind die Spiralgalaxien und die elliptischen Galaxien.

Spiralgalaxien
Zwei bekannte Beispiele einer Spiralgalaxie sind unsere Milchstraße und die Andromedagalaxie (Andromedanebel), die ca. 2,5 Mio. Lichtjahre entfernt ist. Spiralgalaxien senden Licht im eher blauen Spektralbereich aus, was auf heißere - und damit jüngere Sterne - in ihrem Inneren schließen lässt. Das Aussehen einer Spiralgalaxie sieht "von oben" - dem Namen entsprechend - wie eine Spirale aus. Von der Seite dagegen wirken sie flach und die meisten besitzen eine Art Verdickung (Bulge) in ihrer Mitte. Die Sterne der Galaxie rotieren dabei um den Mittelpunkt der Galaxie. Bei den Spiralgalxien mit einer Verdickung in der Mitte befindet sich im Zentrum ein schwarzes Loch.

Elliptische Galaxien
Sehr neuen Theorien zufolge sollen die elliptischen Galaxien beim Zusammenstoß zweier Spiralgalaxien entstanden sein. Sie besitzen ungeordnete flache  und dickere Strukturen. Ihr abgestrahltes Licht befindet sich im roten Teil des Spektrums, was auf weniger heiße und damit ältere Sterne in ihrem Inneren schließen lässt.  Dabei tritt ein Widerspruch auf. Wieso soll eine elliptische Galaxie älter sein, als die beiden Spiralgalaxien aus denen sie entstanden ist? 
Einer ganz neuen Theorie zufolge könnte das mit der Existenz eines riesigen schwarzen Lochs zusammenhängen, das aus den beiden schwarzen Löchern der zusammen stoßenden Galaxien entstanden ist. Dieses neu entstandene schwarze Loch führt zum Ansaugen großer Mengen kosmischen Gases (Staub), das sich vor dem Eintritt in das schwarze Loch enorm aufheizt und über recht komplexe Prozesse letztendlich dazu führt, dass das für die Entstehung neuer (junger) Sterne erforderliche interstellare Gas (Staub) aus der Galaxie heraus "geblasen wird". Smit entstehen keine oder nur sehr wenig neue Sterne, was sozusagen zu einem "Altern" der elliptischen Galaxie führt.Bekanntermaßen dehnt sich unser All ständig aus. Dabei bleiben aber die Abstände innerhalb der Galaxien jedoch ziemlich unberührt, es  vergrößern sich nur die Abstände der Galaxien untereinander. Auch sehr nahe beieinander liegende Galaxien vergrößern ihre Abstände kaum. Mittlerweile gilt es als sicher, dass das All sich immer weiter ausdehnt und dass dies aufgrund der so genannten "dunklen Energie" immer schneller geschieht. Die Gravitationskraft reicht daher bei nicht aus, diesen Ausdehnungsprozess zu stoppen oder sogar umzukehren. Es gibt also nach heutiger Erkenntnis kein oszilierendes All.

Milchstraße

Unsere Milchstraße besteht aus etwa 200 Milliarden Sternen sowie aus interstellarer Materie, die zwischen 600 Millionen bis einige Milliarden Sonnenmassen entspricht. Der Durchmesser der Milchstraße beträgt rund 100.000 Lichtjahre. Das Zentrum der Milchstraße liegt im Sternbild des Schützen.
Unser Sonnensystem mit der Erde liegt etwa 25.000 bis 28.000 Lichtjahre vom Zentrum der Milchstraße entfernt. Für den Umlauf um das Zentrum benötigt unser Sonnensystem ca. 250 Millionen Jahre. Diese Zeit wird als "Galaktisches Jahr" bezeichnet. da diese Umlaufbahn bestimmten Schwankungen unterworfen ist, kommt unser Sonnensystem derm Zentrum der Milchstraße mal näher und mal entfernt es sich weiter. Auf diese Schwankungen fühert man z.B. die Tatsche zurück, dass sich die Einschlagshäufigkeit von Meteoriten und Asteroiden auf der Erde in den letzten 400 Millionen Jahren erhöht hat.

Eta Carinae (η Carinae)
Eine der größten Sonnen innerhalb der Milchstraße ist Eta Carina, auch als η Carinae bezeichnet. Dieser Stern besitzt eine Masse, die etwa 100 bis 150 mal so groß ist wie die unserer Sonne. Der Durchmesser dieses Sterns beträgt etwa 80 bis 180 Sonnenradien und die Temperatur auf der Oberfläche erreicht 40.000 Kelvin. Seine Entfernung von der Erde beträgt ca. 10.000 Lichtjahre. Neben seiner großen Masse ist der Stern extrem instabil. Aufgrund des in ihm herrschenden Strahlendrucks kam es zu einer bei uns um die Mitte des 19. Jahrhunderts zu beobachtenden Eruption, die in der Größenordnung einer Supernova lag. Zu dieser Zeit war der Stern über einige Jahre hinweg neben dem Sirius der hellste Stern am Himmel. Da seine Masse weit über der Masse unserer Sonne liegt, wird η Carinae irgendwann als schwarzes Loch enden.
Im Zentrum unserer Milchstraße befindet sich ein extrem massereiches Schwarzes Loch, das eine Masse von ca. dem Zweimillionenfachen der Sonnenmasse besitzt. Es ist ein so genanntes inaktives Schwarzes Loch. Darunter versteht man die Tatsache, dass es kaum noch Materie in sich hineinsaugt. Das kommt zum Einen daher, dass alle in der Nähe befindliche Materie bereits angesaugt wurde und zum Anderen, dass sich der "Rest" auf stabilen Bahnen um das Schwarze Loch bewegt - also nicht auf Bahnen, die ihm irgendwo zu nahe kommen.

Gaskokon
Mit Hilfe des Satelliten "Chandra" wurde 2012 eine riesige Gaswolke entdeckt, die unsere Milchstraße umgibt. Die Temperatur dieser extrem dünnen Gaswolke liegt zwischen 1 bis 2,5 Millionen Grad Celcius. Ihre Masse beträgt etwa einem Äquivalent bis zu 60 Milliarden Sonnenmassen. Diese Gaswolke erstreckt sich vom Rand der Milchstraße über 100.000 Lichtjahre ins All hinaus. Man vermutet, dass auch andere Galaxien von derartigen Gaswolken umgeben sind, die sich aber bisher wegen ihrer geringen Dichte einer Entdeckung entzogen haben. Der Satellit "Chandra X-ray Observatory" wurde am 23. Juli 1999 von der NASA mit dem Space Shuttle "Columbia in eine Erdumlaufbahn gebracht. Er hat eine Länge von 13,8 m, bei einem Gewicht von 4,8 Tonnen. Er bewegt sich auf einer Umlaufbahn mit einer Entfernung zwischen  rund 20.050 km und 128.770 km  von der Erde.
 

Roter Riese

Unter einem "Roten Riesen" versteht man den Zustand einer Sonne, nachdem die Menge des für die Kernfusion von Wasserstoff zu Helium erforderlichen Wasserstoffs allmählich aufgebraucht - d.h. in andere Elemente
wie zunächst überwiegend Helium und in Strahlungs-Energie umgewandelt wurde.
Es handelt sich dabei also um einen sterbenden Stern.

Da die Temperatur im Inneren einer Sonne wegen des fehlenden bzw. verringerten Energienachschubs abnimmt und damit der nach außen gerichtete Strahlungsdruck kleiner wird, kommt es aufgrund der Schwerkraft zu einer schnellen Kontraktion dieses Sterns (Sonne), was dann wiederum zu einer erheblichen Temperaturerhöhung führt. Das wiederum hat eine schnelle Ausdehnung zur Folge und zwar bis zu mehreren hundert Radien der ursprünglichen Größe. Unsere Sonne wird in diesem Zustand damit die Erdbahn erreichen, was das Ende der Erde bedeuten wird. Dabei schleudert ein derartiges Gestirn seine äußere Gashülle explosionsartig ins All, was dann als Grundlage für die Entstehung neuer Sterne dienen kann. Nach dem endgültigen Ende aller noch vorhandenen restlichen Kernreaktionen in dem Roten Riesen geht dieser dann auf Grund der Gravitationskräfte - in Abhängigkeit von seiner Masse - in einen Neutronenstern, ein Schwarzes Loch oder einen Weißen Zwerg über.
 
 

Weißer Zwerg

Unter einem "Weißen Zwerg" versteht man den Zustand einer Sonne (Sterns), nachdem die Menge des für die Kernfusion von Wasserstoff zu Helium erforderlichen Wasserstoffs aufgebraucht wurde. Danach entwickelt sich eine Sonne mit einer Masse unserer Sonne und größer - so wie vorher beschrieben - zu einem Roten Riesen. Aber bei Sonnen mit einer Masse, die unter dem etwa 1,4 fachen unserer Sonne liegt, erfolgt eine andere Entwicklung als bei massereicheren Sonnen. In diesem Fall "verliert" der Rote Riese explosionsartig seine äußere Hülle, sodass eine Art Kern - mit etwa 60% der ursprünglichen Masse - übrigbleibt, der Temperaturen bis zu ca. 100.000° C besitzen kann. Diese Temperaturen lassen den Stern als weiß erscheinen. Der Durchmesser dieses Reststerns beträgt bis zu ca. 10.000 km, er ist also etwa so groß wie die Erde. In ihrem Kern bestehen diese weißen Zwerge vor allem aus Sauerstoff und Kohlenstoff. Die Dichte dieses "Sterns" ist mit rund 1.000 kg = 1.000.000 g pro Kubikzentimeter sehr hoch - ein Kubikmeter Masse eines derartigen Sterns hat  damit eine Masse von 109 kg = 1 Milliarde kg. Zum Vergleich bestzt ein Kubikzentimeter Wasser eine Masse von rund 1g und ein Kubikmeter eine Masse von rund 1.000 kg. 

Man schätzt die Anzahl der weißen Zwerge in unserem Sonnensystem auf etwa 10 Milliarden, was ca. 10% aller Sterne in unserer Milchstraße ausmachen würde.
Da in einem weißen Zwerg kaum noch Energie nachgeliefert wird, wird er als schwarzer Zwerg enden. Aufgrund des Alters des Alls gibt es jedoch noch keine schwarzen Zwerge.
Bereits im Alter von 19 Jahren berechnete der indischstämmige US-amerikanische Astrophysiker Subrahmanyan Chandrasekhar (1910-1995) die Grenzmasse von 1,4 Sonnenmassen für die Entstehung eines weißen Zwergs. Im Jahr 1983 erhielt er den Nobelpreis für Physik.

Als Weißer Zwerg wird z.B. unsere Sonne enden, während für die Entstehung eines stellaren Schwarzen Lochs eine Masse erforderlich ist, die etwa das 8- bis 10-fache der Masse unserer Sonne beträgt.
Unsere Sonne besitzt derzeit ein Alter von ca. 5 Milliarden Jahren und wird nach weiteren 5 Milliarden Jahren - also nach insgesamt 10 Milliarden Jahren -  zu einem weißen Zwerg.
Es sei erwähnt, dass die "Lebensdauer" eines Sterns (Sonne) stark mit dem Alter abnimmt. So lebt eine Sonne mit dem Fünffachen der Masse unserer Sonne  nur 200 Millionen Jahre und ein Stern mit dem 20fachen der Masse unserer Sonne nur noch 10 Millionen Jahren - was in kosmischen Dimensionen extrem kurz ist. Aber eine Sonne mit der Hälfte der Sonnenmasse würde dagegen 50 Milliarden Jahre "leben" - das Alter des gesamten Alls dagegen beträgt "nur" 13 Milliarden Jahre.

Supernova

Eine Supernova ist das explosionsartig auftretende extrem helle Aufleuchten eines Sterns am Ende seines "Lebens"
Der Stern kann im Zustand einer Supernova bis zum Milliardenfachen heller leuchten als vorher und dabei innerhalb von Wochen so viel Energie verlieren wie unsere Sonne innerhalb von bis zu 100 Mio. Jahren.

Im Prinzip entwickelt sich eine Supernova aus einem Roten Riesen, dessen Inneres aufgrund des am Ende des Fusionsprozesses entandenen Kerns eine so große Schwerkraft besitzt, dass die Hülle des Roten Riesen mit Überschallgeschwindigkeit  in das Zentrum "fällt"!  Die dabei freiwerdenden Energien führen zur Zerstörung des Sterns, der seine Energie explosionsartig verliert und damit zur Supernova wird. Am Ende bleibt - in Abhängigkeit von der Sternenmasse - ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch übrig. 

Übrigens wurde die letzte Supernova - mit der Helligkeit von etwa der Venus - in unserer Milchstraße im Jahr 1604 durch Johannes Keppler beobachtet. Der erste Bericht  in unserem Kulturkreis über eine Supernova stammt von Tycho de Brahe, der am 11.11. 1572 eine "stella nova" (neuer Stern) im Sternbild der Kassiopeia entdeckte und beschrieb. Es sei erwähnt, dass u.a. chinesische Astronomen und die Indianer in Amerika bereits im Jahr 1054 eine derartige Erscheinung im Sternbild des Stiers beschrieben hatten. Erstaunlicherweise gibt es in Europa keinerlei Hinweise darauf. Der Grund liegt wahrscheinlich in religiösen Überzeugungen, denen zufolge es nicht sein konnte, dass ein neuer Stern entstehen konnte. Und was nicht sein darf - nicht sein kann. Interessanterweise sah man nicht die Entstehung eines neuen Sterns, sondern deren Untergang.
Im Prinzip lassen sich zwei Arten der Entstehung einer Supernova unterscheiden:

Typ 1
Beim Typ 1 der Entstehung einer Supernova mit Sternenmassen unter dem achtfachen unserer Sonnenmasse reicht die Energie eines einzelnen Sterns nicht zur Entstehung einer Supernova aus. In diesem Fall umkreisen sich ein Roter Riese und ein Weißer Zwerg in einem relativ geringen Abstand - sie bilden also ein Doppelstern-System. Dabei erhält der Weiße Zwerg von seinem Begleiter neues Kernfusions-Brennmaterial. Ab einer bestimmten Menge des Brennmaterials können im Inneren des Weißen Zwergs so energiereiche Fusionsprozesse beginnen, dass  der Stern als Supernova explodiert. Der "übriggebliebene" Rote Riese wird bei der Explosion der Supernova nicht zerstört.

Typ 2
Der Typ 2 entspricht der oben vorgestellten Entwickling eines einzelnen Roten Riesen.

Neutronensterne, Pulsare

Neutronensterne entstehen aus einer untergehenden Sonne, wenn deren Masse etwa das drei bis achtfache der Masse unserer Sonne beträgt. Dann entwickelt sich aus dem roten Riesen nicht  ein weißer Zwerg, sondern aufgrund der extrem hohen Gravitationskräfte kommt es - wie erklärt - zu einer Supernova, an derem Ende ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch "übrigbleibt". 
Der Durchmesser eines Neutronensterns beträgt zwischen 20 bis 30 km. Er besteht fast nur aus Neutronen mit einer Dichte von 650·1012 g pro cm3. (1012 = 1 Billion). Die Neutronen entstehen u.a. dadurch, dass sich Protonen und Elektronen zu Neutronen verbinden. 
Die Schwerkraft auf der Oberfläche eines Netronensterns ist bis zu 200 Milliarden mal stärker als auf der Erdoberfläche, während sein Magnetfeld das etwa 1012-fache des Erdmagnetfelds (30 bis 60 μTesla = 30 bis 60·10-6) beträgt: 
60·10-6·1012 = 60·106, also 60 Millionen Tesla.

Zum Vergleich:

Ein MRT (Kernspintomograf) in der Medizin besitzt in der Regel ein Magnetfeld von 1-3 Tesla

Pulsare

Unter einem Pulsar versteht man schnell rotierende Neutronensterne, wobei sie in der Regel mehrfach pro Sekunde rotieren. Die größte bislang festgestellte Rotationsfrequenz beträgt 716 Umdrehungen pro Sekunde. Es ist der Pulsar PSR J1748-2446ad.
Aufgrund der dadurch entstehenden Zentrifugalkräfte liegt die maximal mögliche Umdrehungsfrequenz bei ca 1.000 Umdrehungen pro Sekunden. Höhere Umdrehungsfrequenzen würden das Gestirn auseinanderreißen.
Von den theoretischen Physikern wurden Neutronensterne bereits ein Jahr nach der Entdeckung des Neutrons (1933) durch James Chadwick (1891-1974) vorausgesagt. Chadwick erhielt übrigens im Jahr 1935 den Nobelpreis für Physik.  Aber erst im Sommer 1967 wurde der erste Neutronenstern dann von den beiden Cambridger Astronomen Anthony Hewish und Jocelyn Bell aufgrund ihrer gepulsten Strahlung im Radiowellenbereich entdeckt.
Da das Gravitationsfeld an der Oberfläche eines Neutronensterns - wie erwähnt - bis zu 200 Milliarden mal stärker als das auf der Erde ist, folgt damit für die Geschwindigkeit, die eine Masse besitzen muss, um das Gravitationsfeld eines Neutronensterns zu verlassen, die rund 1 Drittel der Lichtgeschwindigkeit beträgt. Zum Vergleich sei erwähnt, dass die Fluchtgeschwindigkeit bei einem Schwarzen Loch größer als die Lichtgeschwindigkeit sein müsste. Da das nicht möglich ist, kann keine Masse und auch kein Licht ein Schwarzes Loch verlassen.

Aufgrund ihrer sehr schnellen Eigenrotation und des hohen Magnetfelds strahlen Neutronensterne charakteristische pulsierende Strahlung im Radiowellenlängenbereich ab. Der Energieverlust für den Neutronenstern durch die abgestrahlte Strahlung kann bis etwa 1025 MW (Megawatt) betragen. Die in einem schmalen Kegel abgestrahlten Radiowellen können auf der Erde immer dann beobachtet und gemessen werden, sofern die Erde diesen Strahlenkegel durchläuft.

Schwarze Löcher

Woher stammt der Begriff "Schwarzes Loch"?
Im Jahr 1967 hielt der US-amerikanische Physiker John Archibald Wheeler (1911-2008) in New York einen stark beachteten Vortrag. Er verkündete u.a., dass es nach den Einsteinschen Gleichungen möglich sei, dass ein "sterbender" Stern auf ein winziges Volumen mit einer riesigen Massendichte schrumpfen könnte. Aufgrund eines Zwischenrufs aus dem Auditorium führte er den Begriff "Schwarzes Loch" in die wissenschaftliche und öffentliche Diskussion ein. Wheeler war auch mit Einstein bekannt und u.a. mit an dem Manhattan-Projekt zum Bau der Atombombe beteiligt. Er verstarb am 13. April 2008 in New Jersey/USA.

Entstehung, Verhalten
Unter einem Schwarzen Loch versteht man - wie bereits erwähnt - ein Gestirn, dessen Massendichte und damit seine Gravitation so groß ist, dass die Fluchtgeschwindigkeit größer als die Lichtgeschwindigkeit ist. Daher kann nicht einmal Licht dieses Gestirn verlassen.
In diesem Zusammenhang spielt der Begriff des Schwarzschild-Radius eine wichtige Rolle. Unter dem Schwarzschild-Radius versteht man den Radius eines Objekts (Gestirns), den er erreichen muss, damit auf seiner Oberffläche die Fluchtgeschwindigkeit gleich der Lichtgeschwindigkeit wird. Die Fluchtgeschwindigkeit beispielsweise der Erde - also die Geschwindigkeit, die ein Körper auf der Erdoberfläche besitzen muss, um das Schwerefeld der Erde zu verlassen -beträgt 11,186 km/s. Der Schwarzschildradius der Erde beträgt ca. 0,9 cm und der von der Sonne rund 2,952 km. Sofern die Sonne bzw. die Erde auf diese Größe "kollabieren" würden, wären sie schwarze Löcher. 

Schwarze Löcher selber sind unsichtbar, daher rührt auch sein Name. Schwarze Löcher können daher auch nicht direkt beobachtet werden. Ihre Existenz lässt sich nur über Auswirkungen auf ihre Umgebung nachweisen. So strahlt Materie, die sich auf dem Weg in ein Schwarzes Loch befindet, neben sichtbaren Licht u.a. auch extrem starke Röntgenstrahlung ab. Außerdem beeinflussen sie das Verhalten anderer Gestirne in ihrer Umgebung. So kann man aus der Rotationsgeschwindigkeit von Sternen in verschiedenen Abständen z.B. auf die Existnz einer extrem großen Masse schließen.
Allerdings sollen Schwarze Löcher über die - nach dem englischen Astrophysiker Stephen William Hawking genannte - Hawking-Strahlung zerstrahlen. Diese Strahlung ist jedoch so gering, dass sie im Hintergrundrauschen der vom Urknall herrührenden Hintergrund-Strahlung des Alls verschwindet. Die Zeit, nach der ein Schwarzes Loch zerstrahlt sein würde, liegt nach Schätzungen bei der nicht mehr vorstellbaren Zeit von ca. 1080 Jahren - das ganze All dagegen ist rund 1,3·1010 Jahre alt. Diese extrem lange Zerfallszeit rührt daher, dass die Lebensdauer eines Schwarzen Lochs mit der dritten Potenz seiner Masse ansteigt. 
Sehr viel kürzer wäre allerdings die Lebensdauer von kleinsten Schwarzen Löchern, die z.B. bei Experimenten im CERN-Beschleuniger entstehen könnten. Ihre Lebensdauer läge infolge des Zerfalls über die Hawking-Strahlung im Bereich von 10-26 Sekunden, also 1 dividiert durch eine 1 mit 26 Nullen. Aber die Theorie der Hawking-Strahlung konnte bisher nicht experimentell nachgewiesen werden. Neueste Erkenntnisse deuten darauf hin, dassSchwarze Löcher mit Milliarden von Sonnenmassen bereits eine Milliarde nach dem Urknall existierten, was bisher große Rätsel aufgibt.
Man unterscheidet stellare Schwarze Löcher und super-massenreiche Schwarze Löcher.

Stellare
Schwarze Löcher
Die stellaren Schwarzen Löcher sind das wahrscheinliche Ende einer Sonne, die als Supernova explodiert war, während der übrig gebliebene Rest dann zu einem Schwarzen Loch kollabiert ist. Das aber geschieht nur bei Sternen, die eine Masse von mehr als dem 8- bis 10-fachen unserer Sonne besitzen. Unsere Sonne wird wohl, wie bereits erwähnt, aufgrund ihrer Masse als "Weißer Zwerg" enden.

Super-massenreiche
Schwarze Löcher
Die super-massenreichen Schwarzen Löcher dagegen besitzen Massen, die das Millionen- bis Milliardenfache der stellaren Schwarzen Löcher besitzen können. Sie befinden sich in den Zentren von Galaxien. Ihre Entstehung und Entwicklung ist bisher noch nicht ausreichend geklärt.
Ein Schwarzes Loch befindet sich im Zentrum des Andromeda-Nebels, einer rund 2,5 Mio. Lichtjahre entfernten Galaxie. Dieses Schwarze Loch besitzt eine Masse von ca.140 Mio. Sonnenmassen. Um dieses Loch kreist in einer Entfernung von nur etwa 1 Lichtjahr eine Scheibe bestehend aus jungen, heißen blauen Sternen. Nach dem derzeitigen Wissensstand dürften sie dort gar nicht sein, da die Gravitationskräfte des Schwarzen Lochs sie an sich längst zerrissen haben müssten. Derzeit gibt es dafür noch keine hinreichende Erklärung für das Phänomen. Eine Senstion war die Entdeckung eines Schwarzen Lochs in der Galaxie mit der Bezeichnung NGC 1277, das eine Masse von 17 Milliarden Sonnenmassen besitzt. Mittlerweile wurden sogar Schwarze Löcher mit bis zu 40 Milliarden Sonnenmassen entdeckt.

Aktive und inaktive Schwarze Löcher
Ein aktives Schwarzes Loch "saugt" aufgrund seiner Schwerkraft ständig Materie aus seiner Umgebung auf. Dabei "fällt" die Materie aus Gründen des Drehimpuls-Erhaltungssatzes nicht direkt in das schwarze Loch hinein, sondern es bildet sich vorher eine so genannte Akkretionsscheibe, in der sich die dort befindliche Materie durch Reibung extrem aufheizt, dabei ihren Drehimpuls verändert und dann erst in das schwarze Loch hineinstürzt.  Diese extrem energiereiche Scheibe lässt sich als leuchtende Scheibe beobachten.
Sofern ein Schwarzes Loch jedoch alle oder den größten Teil der in seiner Nähe befindlichen Materie aufgesaugt hat und die andere Materie - wie Sterne - sich auf stabilen Bahnen um das Schwarze Loch bewegen, wird es als inaktiv bezeichnet. Das Schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße ist - wie oben bereits unter der "Milchstraße" dargestellt - ein Beispiel für ein wahrscheinlich inaktives Schwarzes Loch.

Schwarze Löcher in der Milchstraße

Das  Schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße besitzt eine Masse von rund 20 Mio. Sonnenmassen. Daneben gibt es wahrscheinlich weitere Schwarze Löcher in der Milchstraße.

Hinweis

Sofern Objekte einem Schwarzen Loch zu nahe kommen, so werden sie die extrem große Gravitation nicht nur eingefangen sonern auch stark verformt.
Man bezeichnet dies als "Spaghettisierung. Der Begriff wurde 1988 von Stephen Hawking (geb.) in seinem Buch "A Brief History of Time" (Eine kurze Geschichte der Zeit) geprägt.
Dieser Effekt rührt daher, dass auf der dem Schwarzen Loch näherenSeite des Objekts stärkere Grvitationskräfte wirken als auf der weiter entfernten. Dadurch werden Objekte in die Länge gezogen und auseinandergerissen.
Je nähe sich Objekte dem Schwarzen Loch nähern, desto stärker macht sich der Effekt bemerkbar.

Quasare

Der Begriff Quasare ist die Abkürzung von "Quasistellar Radio Source".
Unter Quasaren versteht man sehr weit entfernte Galaxien mit einem extrem energiereichen Zentrum. 
Dieses Zentrum besteht aus einem schwarzen Loch, in das ständig Materie aufgesogen wird. Dabei "fällt" die Materie aus Gründen des Drehimpulserhaltungssatzes nicht direkt in das schwarze Loch, sondern es bildet sich vorher eine so genannte Akkretionsscheibe, in der sich die dort befindliche Materie durch Reibung extrem aufheizt, damit ihren Drehimpuls verändert und dann erst in das schwarze Loch hineinstürzt. Die von der Akkretionsscheibe abgestrahlte Energie ist die typische Strahlung eines Quasars.
Bisher wurden mehrere tausend verschiedene Quasare entdeckt. Der bisher am weitest entfernte festgestellte Quasar befindet sich in einer Entfernung von rund 13 Milliarden Lichtjahren. Damit gehören die Quasare zu den am weitesten entfernten Objekten, die von dem Menschen überhaupt gesehen wurden. Auffallend ist, dass sich Quasare oft in Gruppen finden lassen
Die Entdeckung der Quasare ist u.a. mit dem Namen Cyril Hazard und Maarten Schmidt verknüpft. Der erste Quasar wurde Anfang der Sechziger Jahre des 20. Jahrhunderts entdeckt. Er wurde als 3C273 bezeichnet und befindet sich in einer Entfernung von rund 2 Milliarden Lichtjahre im Sternbild der Jungfrau.

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