Sonnenuntergang in Kassel (Lara Bendig)

Samstag, 26. Januar 2019

Wo kommen die supermassiven Schwarzen Löcher in Galaxienzentren her?

Schwarze Löcher können wachsen, in dem sie weitere Materie einsammeln. Aber das dauert...

Schon vor 13 Milliarden Jahren beobachtet man supermassive Schwarze Löcher  mit Milliarden von Sonnenmassen.

Wie können die in so kurzer Zeit nach dem Urknall schon existieren?

Das ist eines der großen Rätsel der Kosmologie..

In der Urmaterie gab es nur Wasserstoff und Helium, d.h. Gase können sich bei der Sternentstehung nicht effektiv abkühlen und damit nicht in Fragmente zerlegen. Die ersten Sterne waren also hundert Mal massereicher als heutige Sterne.. Wenn diese dann durch Supernovae relativ schnell zu Schwarzen Löchern werden kommen da aber nur einige Dutzend Sonnenmassen zusammen. Das ist zu wenig.

John Wise hat mit seinem Team (Georgia Institute of Technologie) eine 70 TByte umfassende Simulation des frühen Universums aus den Jahren 2011-14 untersucht. Dabei haben sie Verdichtungen Dunkler Materie gefunden, die einen starken Zustrom von normaler Materie hervorrufen. Schnell bilden sich Bereiche mit Millionen von Sonnenmassen, aus denen Sterne mit bis zu 100 000 Sonnenmassen hervorgehen.
Schon nach einer Millionen Jahren könnten sich daraus Schwarze Löcher mit mehr als 10 000 Sonnenmassen bilden.. Das reicht zur schnellen Ausbildung supermassiver Schwarzer Löcher durch weitere Massenansammlung.

Das Bild zeigt einen 36 000 Lichtjahre umfassenden Bereich der Simulation, in dem sich drei Riesenfragmente gebildet haben (Advanced Visualization Lab NCSA).


Die Bildzusammenstellung ist aus der in Nature veröffentlichten Arbeit von Wise et a. entnommen.
Wir sehen links eine Darstellung der Gasdichte. Hier wird eine kalte Scheibe sichtbar, die in drei Fragmente zerfällt. Rechts eine Darstellung der Temperaturverteilung in einem Kollisionsbereich, in dem einzelne Klumpen kollabieren.


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