Wir sprechen über stellare Masse und supermassereiche Schwarze Löcher. Was sind die Grenzen? Wie massiv können diese Dinger werden?
Ohne den leichten Druck der Kernfusion, um die Masse des Sterns zurückzuhalten, komprimieren sich die äußeren Schichten augenblicklich nach innen. Der Stern stirbt und explodiert heftig als Supernova.
Zurück bleibt nur ein schwarzes Loch. Sie beginnen etwa mit der dreifachen Sonnenmasse und steigen von dort aus auf. Je mehr sich ein Schwarzes Loch ernährt, desto größer wird es.
Erschreckenderweise gibt es keine Grenze für die Menge an Material, die ein Schwarzes Loch verbrauchen kann, wenn es genügend Zeit hat. Die massereichsten sind diejenigen, die sich im Herzen von Galaxien befinden. Dies sind die supermassiven Schwarzen Löcher, wie das 4,1 Millionen Massen-Nugget im Zentrum der Milchstraße. Astronomen berechneten ihre Masse, indem sie die Bewegungen von Sternen beobachteten, die um das Zentrum der Milchstraße kreisen, wie Kometen um die Sonne.
Im Herzen jeder Galaxie, die wir finden können, scheint es supermassereiche Schwarze Löcher zu geben, und das Schwarze Loch unserer Milchstraße ist im Vergleich dazu winzig. Interstellar bildete ein Schwarzes Loch mit der 100-Millionen-fachen Sonnenmasse ab. Und wir fangen gerade erst an.
Die riesige elliptische Galaxie M87 hat ein Schwarzes Loch mit der 6,2 Milliarden Sonnenmasse. Wie können Astronomen das wissen? Sie haben einen 4.300 Lichtjahre langen Materialjet entdeckt, der mit relativistischer Geschwindigkeit aus dem Zentrum von M87 schoss, und nur schwarze Löcher, die massereich sind, erzeugen solche Jets.
Zuletzt gaben Astronomen im Journal Nature bekannt, dass sie ein Schwarzes Loch mit der etwa 12-Milliarden-fachen Sonnenmasse gefunden haben. Die Akkretionsscheibe hier erzeugt 429 Billionen Mal mehr Licht als die Sonne und strahlt klar durch das Universum. Wir sehen das Licht aus dieser Region, als das Universum nur 6% in seinem heutigen Alter war.
Irgendwie ist dieses Schwarze Loch in etwa 875 Millionen Jahren von null auf das 12-Milliarden-fache der Sonnenmasse angestiegen. Was ein kleines Problem darstellt. Wie ist es zum Beispiel in den Dickens möglich, dass ein Schwarzes Loch so schnell so viel Masse aufbauen kann? Außerdem sehen wir es vor 13 Milliarden Jahren. Wie groß ist es jetzt? Derzeit haben Astronomen keine Ahnung. Ich bin sicher, es ist in Ordnung. Es ist in Ordnung, oder?
Wir haben darüber gesprochen, wie massereich Schwarze Löcher werden können, aber was ist mit der umgekehrten Frage? Wie winzig klein kann ein Schwarzes Loch sein?
Eine Illustration, die die starken Winde zeigt, die von einem supermassereichen Schwarzen Loch im Zentrum einer Galaxie angetrieben werden. Die schematische Abbildung im Einschub zeigt die innersten Regionen der Galaxie, in denen ein Schwarzes Loch akkretiert, dh mit sehr hoher Geschwindigkeit die umgebende Materie (hellgrau) in Form einer Scheibe (dunklergrau) verzehrt. Gleichzeitig wird ein Teil dieser Materie durch starke Winde weggeschleudert. (Credits: XMM-Newton- und NuSTAR-Missionen; NASA/JPL-Caltech; Einfügen: ESA)
Astronomen gehen davon aus, dass es urzeitliche Schwarze Löcher geben könnte, Schwarze Löcher mit der Masse eines Planeten oder vielleicht ein Asteroid oder vielleicht ein Auto … oder vielleicht sogar noch weniger. Es gibt keine Methode, die sie heute bilden könnte, aber es ist möglich, dass ungleichmäßige Dichteniveaus im frühen Universum Materie zu Schwarzen Löchern komprimiert haben.
Diese Schwarzen Löcher könnten immer noch da draußen sein, durch das Universum kreisen und gelegentlich auf Sterne, Planeten und Raumschiffe und interstellare Picknicks treffen. Ich bin sicher, es ist das herausragende Äquivalent dazu, sich das Schienbein an der Kante des Couchtisches zu zertrümmern.
Astronomen haben noch nie Beweise dafür gesehen, dass sie tatsächlich existieren, also werden wir das mit den Schultern zucken und so tun, als ob wir uns keine allzu großen Sorgen machen sollten. Und so stellt sich heraus, dass Schwarze Löcher wirklich, wirklich, wirklich massiv werden können. 12 Milliarden Mal die Masse des Sonnenmassivs.
Welcher Teil an Schwarzen Löchern verwirrt Sie immer noch? Schlagen Sie in den Kommentaren unten einige Themen für zukünftige Folgen des Guide to Space vor.
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