Posted in: Kosmos, Sterne 11. August 2009 14:36 Weiter lesen →

Frühe Schwarze Löcher auf Diät

Grafik zeigt bläulich glimmende Gasschwaden in schwarzer Leere, darin ein hell leuchtender Punkt Die ersten Schwarzen Löcher im Universum dürften zu strenger Diät verurteilt gewesen sein. Diesen Schluss legen umfangreiche Computersimulationen amerikanischer Astrophysiker nahe. Nachdem ihre extrem massereichen Vorläufersterne praktisch alles Gas aus der Umgebung gefegt hatten, gab es für die dunklen Sternleichen wohl kaum noch Materie aufzulesen.

Die Röntgenstrahlung eines Schwarzen Lochs könnte selbst weit entfernte Gasschwaden erwärmt haben. Grafik: KIPAC/SLAC/M. Alvarez, T. Abel and J. Wise

Damit stelle sich die wiederum Frage, wie zu jener Zeit supermassereiche Schwarze Löcher von mehreren Milliarden Sonnenmassen heranwachsen konnten, erklärt Marcelo Alvarez von der kalifornischen Stanford University. Solche Schwerkraftfallen, die Materie aus der Umgebung anziehen und dabei als Quasare aufleuchten, seien im jungen Universum bereits zu beobachten.

Alvarez und seine Kollegen nutzten eine Karte der kosmischen Hintergrundstrahlung, um die Verteilung der Materie im All knapp 400.000 Jahre nach dem Urknall zu schätzen. Mit Hilfe detaillierter Computersimulationen verfolgten sie dann, wie sich aus dem Wasserstoff- und Heliumgas Sterne mit 100 und mehr Sonnenmassen bildeten, binnen kurzer Zeit ihren Brennstoff verheizten und dann in sich zusammenfielen.

Während ihres kurzen Lebens schafften es die Riesensterne allerdings, mit ihrer intensiven Strahlung große leere „Blasen“ um sich herum zu erzeugen, berichten die Forscher im Fachblatt „Astrophysical Journal Letters“. Die Sternleichen, die Schwarzen Löcher, fanden daher nur wenig Material vor, das sie sich hätten einverleiben können. „In den 200 Millionen Jahren unserer Simulation legte ein Schwarzes Loch von 100 Sonnenmassen weniger als ein Prozent an Masse zu“, so Alvarez weiter.

Des ungeachtet dürften die Schwarzen Löcher merklichen Einfluss auf ihre Umgebung gehabt haben. Die von ihnen ausgesandte Röntgenstrahlung könnte selbst Hunderte Lichtjahre weit entfernte Gasmassen erwärmt und so deren Kollaps zu neuen Sternen verhindert haben. Und in diesem Effekt liegt vielleicht der Schlüssel zur Entstehung der ersten Quasare, spekulieren die Forscher. Aufgrund der verzögerten Sternentstehung könnten sich ungewöhnlich große Gaswolken gebildet haben und schließlich unter ihrer eigenen Schwerkraft direkt zu supermassereichen Schwarzen Löchern kollabiert sein.

Forschung: Marcelo A. Alvarez, John H. Wise und Tom Abel, Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University, und SLAC National Accelerator Center, Menlo Park, Kalifornien

Veröffentlichung Astrophysical Journal Letters, Vol. 701, L133-L137, DOI 10.1088/0004-637X/701/2/L133

WWW:
Kavli Institute, Stanford University
Accretion onto the First Stellar Mass Black Holes
Black Holes
Schwarze Löcher & Co.
A Brief History of the Universe

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