Astronomie

Wie können Schwarze Löcher manchmal so gasförmig sein?

Wie können Schwarze Löcher manchmal so gasförmig sein?

Eines der massereichsten beobachteten supermassiven Schwarzen Löcher befindet sich im Zentrum der Galaxie NGC1600 mit einer Masse von 17 Milliarden Sonnen. Es hätte eine Dichte von ∼ 0,01 kg/m ^ 3 oder ein Teil von 100.000 mal der Dichte von Wasser oder 1% der Dichte der Erdatmosphäre auf Meereshöhe.

Aber wenn es so viel Gas gibt, warum schrumpft das bh nicht und wird dichter, da die Schwerkraft alles zusammenziehen würde?


Ein Schwarzes Loch ist kein fester oder gasförmiger Körper. Es ist eine Form, die die Raumzeit annehmen kann. Nun wird der Ereignishorizont manchmal als "Rand" des Schwarzen Lochs behandelt, aber an diesem Rand befindet sich nichts. Das Schwarze Loch kann seinen Ereignishorizont nicht verkleinern, da der Ereignishorizont kein physisches Objekt ist

Es gibt kein Angelegenheit innerhalb des Schwarzen Lochs (aus diesem Grund wird die Form der Raumzeit um ein Schwarzes Loch manchmal als "Vakuumlösung" von Einsteins Gleichungen bezeichnet). Das Masse des Schwarzen Lochs konzentriert sich auf die Singularität (die man sich aufgrund der Krümmung der Raumzeit eher als einen Zeitpunkt vorstellen kann, den man nicht vermeiden kann, wenn man den Ereignishorizont überquert.

Da der Radius des Ereignishorizonts des Schwarzen Lochs proportional zur Masse ist, ist das Volumen des Schwarzen Lochs proportional zur Kubik der Masse. Wenn Sie die Masse verdoppeln, erhöhen Sie das Volumen um den Faktor 8.

Dichte ist Masse/Volumen. Wenn Sie also die Masse verdoppeln, ändern Sie die Dichte um 2/8 = 0,25. Je massereicher ein Schwarzes Loch ist, desto niedriger ist die durchschnittliche Dichte der Region innerhalb des Ereignishorizonts.

Dies bedeutet, dass, wenn Sie es schaffen, eine Gaswolke mit der 17-Milliarden-fachen Sonnenmasse zu finden (viel größer als jeder bekannte Nebel - Orionnebel M43 hat nur ein paar tausend Sonnenmassen), und Sie sie irgendwie auf ein komprimieren müssen Kugel mit einem Druck von 0,1 atm würde es einem Gravitationskollaps unterliegen und ein Schwarzes Loch bilden.


Wenn Galaxien kollidieren, bekommen Schwarze Löcher nicht immer das Fest, auf das sie gehofft haben

Was passiert, wenn Galaxien kollidieren? Nun, wenn es in etwa einer Milliarde Jahre Menschen gibt, werden sie es vielleicht herausfinden. Dann soll unsere Milchstraße mit unserer Nachbargalaxie Andromeda kollidieren. Dieses Ereignis wird eine epische, titanische Kollision sein. Die supermassiven Schwarzen Löcher im Zentrum beider Galaxien werden sich an neuem Material erfreuen und hell aufflammen, während die Kollision mehr Gas und Staub in Reichweite ihrer überwältigenden Anziehungskraft bringt. Wo riesige Riesensterne miteinander kollidieren, den Himmel erhellen und überall tödliche Strahlung versprühen. Recht?

Vielleicht nicht. Tatsächlich könnte es überhaupt kein Schlemmen geben und kaum etwas Titanisches daran.

Die Idee, dass zwei Galaxien in einer epischen, katastrophalen Feuersbrunst kollidieren, ist mehr Science-Fiction als Wissenschaft. Es gibt so viel Raum zwischen den Sternen, dass es unwahrscheinlich ist, dass sich zwei Sterne jemals berühren würden, selbst wenn Galaxien wie die Milchstraße und Andromeda mit ihren Hunderten von Milliarden Sternen aufeinandertreffen. Es würde viele gravitative Spielereien geben. Aber keine Explosionen.

Astronomen wissen das schon seit einiger Zeit. Aber ein Teil der pyrotechnischen Kollisionsmethode, die Galaxienverschmelzungen zu betrachten, blieb bestehen. Dies ist die Idee, dass das Schwarze Loch im Zentrum jeder Galaxie mit Aktivität aufflammen würde, wenn aufgrund der Kollision neues Gas und Staub in Reichweite gebracht würden.

Dies ist Centaurus A – die nächste Galaxie mit einem aktiven galaktischen Kern (AGN) – nur 10-16 Millionen Lichtjahre entfernt. Wenn ein Schwarzes Loch mit neuer Aktivität aufflammt, wird es als AGN bezeichnet. Bildnachweis:

Ein neuer Forschungsbrief sagt, dass selbst das nicht passieren könnte. Tatsächlich, so die Forschung, könnte das Gegenteil passieren: Schwarze Löcher könnten tatsächlich verhungern.

Der Forschungsbrief trägt den Titel “Zerstörung des zentralen Gasreservoirs Schwarzer Löcher durch frontale Kollisionen von Galaxien.” Der Hauptautor ist Yohei Miki, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Universität von Tokio. Die Studie ist in der Zeitschrift Nature Astronomy erschienen.

Die Studie basiert weitgehend auf Simulationen. Im Mittelpunkt steht die Idee des galaktischen Gasreservoirs und der galaktischen Kerne.

Der galaktische Kern ist die zentrale Region einer Galaxie, in der ein Schwarzes Loch wohnt. Schwarze Löcher gehen in den Kernen ihrer Arbeit nach, indem sie Gas und Staub anlagern. Dieses Gas erwärmt sich, während es sich um das Schwarze Loch dreht, und wenn es genügend Gasansammlung gibt, wird das erhitzte Material sehr leuchtend. In diesem Fall spricht man von einem aktiven galaktischen Kern (AGN).

Die neue Forschung zeigt, dass Schwarzen Löchern etwas Unerwartetes passiert, wenn zwei Galaxien kollidieren. Aber nur bei bestimmten Arten von Kollisionen.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie Galaxien kollidieren können. Eine kleine Galaxie kann einen kleinen Teil einer viel größeren Galaxie durchqueren, und Sterne aus beiden Galaxien können am Ende ihre Plätze tauschen. Einige aus der kleineren Galaxie können am Ende in der größeren Galaxie bleiben, oder einige aus der größeren Galaxie können sich der kleineren anschließen. Einige Sterne können ausgeworfen und als Schurkensterne in den intergalaktischen Raum geschickt werden.

Dann gibt es die Frontalzusammenstöße. In diesem Szenario wird die kleinere Galaxie durch die starken Gravitationskräfte der größeren Galaxie auseinandergerissen. Bei diesen Frontalkollisionen kann nach Angaben des Forscherteams in den galaktischen Kernen etwas sehr Ungewöhnliches passieren.

"Im Herzen der meisten Galaxien liegt ein massereiches Schwarzes Loch oder MBH", sagte Hauptautor Yohei Miki in einer Pressemitteilung. „Solange Astronomen galaktische Kollisionen erforscht haben, wurde angenommen, dass eine Kollision immer Brennstoff für einen MBH in Form von Materie im Kern liefern würde. Und dass dieser Treibstoff den MBH füttern würde und seine Aktivität deutlich erhöhen würde, was wir unter anderem als ultraviolettes und Röntgenlicht sehen würden. Wir haben jedoch jetzt guten Grund zu der Annahme, dass diese Abfolge von Ereignissen nicht unvermeidlich ist und dass manchmal sogar das genaue Gegenteil der Fall sein könnte.”

Anstatt Schwarzen Löchern eine Mahlzeit zu bieten, könnten Galaxienkollisionen die Schwarzen Löcher verhungern lassen.

Die zentrale Region der Spiralgalaxie M77. Das Hubble-Weltraumteleskop der NASA/ESA hat die Verteilung der Sterne abgebildet. ALMA enthüllte die Gasverteilung im Zentrum der Galaxie. ALMA bildete eine hufeisenartige Struktur mit einem Radius von 700 Lichtjahren und eine zentrale kompakte Komponente mit einem Radius von 20 Lichtjahren ab. Letzteres ist der gasförmige Torus um das AGN. Bildquelle: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Imanishi et al., NASA/ESA Hubble Space Telescope und A. van der Hoeven

Zu diesem Schluss kam das Forschungsteam, nachdem es Simulationen von galaktischen Kollisionen auf Supercomputern an zwei Universitäten in Japan durchgeführt hatte. Ihre Simulationen zeigten, dass die kleinere Galaxie in einigen Fällen das torusförmige Gasreservoir der größeren Galaxie wegreißen kann. Anstatt also, dass das größere Schwarze Loch Material aus der größeren Galaxie sammelt und als AGN aufflackert, würde das größere Schwarze Loch eine Abnahme seiner Aktivität erfahren.

“Wir haben die dynamische Entwicklung der gasförmigen Materie berechnet, die das MBH in einer Torus- oder Donutform umgibt,”, sagte Miki. “Wenn die ankommende Galaxie diesen Torus über einen bestimmten Schwellenwert beschleunigt, der durch die Eigenschaften des MBH bestimmt wird, dann würde die Materie ausgeworfen und der MBH würde verhungern. Diese Ereignisse können im Bereich von einer Million Jahren andauern, obwohl wir noch nicht sicher sind, wie lange die Unterdrückung der MBH-Aktivität andauern wird.”

Visualisierungen des dynamischen Modells, die zwei verschiedene Szenarien simulieren. Die obere Reihe zeigt eine Kollision, die die Kernaktivität reduziert, die untere Reihe zeigt eine Kollision, die diese verstärkt. © 2021 Miki et al.

Die Forscher weisen darauf hin, dass das Hungerszenario des Schwarzen Lochs nur auf einige Szenarien anwendbar ist, nämlich auf zentrale Kollisionen. “Ein wichtiger Punkt, der betont werden muss, ist, dass nur zentrale Kollisionen von Galaxien dies eröffnen
neuer Kanal zur Unterdrückung der zentralen MBH-Betankung,&8221, schreiben sie. “Kollisionen/Begegnungen weit außerhalb des Zentrums sollen gelegentlich die AGN-Aktivität verstärken und die Gasflüsse zum zentralen MBH über Drehimpulsübertragung auslösen.”

Galaxienkollisionen erregen immer mehr Aufmerksamkeit von Astronomen. Unsere eigene Milchstraße hat laut Forschung mehrere kleinere Galaxien absorbiert und könnte sich in den Anfangsstadien der Absorption der Großen und Kleinen Magellanschen Wolken befinden, beginnend mit ihren Gashalos.

Auch die Andromeda-Galaxie weist Hinweise auf Kollisionen mit anderen Galaxien auf. Es hat einen Strom von Gezeiten-stellaren Trümmern, der Giant Southern Stream (GSS) in seinem stellaren Halo genannt wird. Astronomen sagen, dass der Trümmerstrom das Ergebnis einer Fusion in der Vergangenheit ist.

Sternenströme an den Rändern der Andromeda-Galaxie belegen eine Kollision zwischen der Andromeda und einer Zwerggalaxie, die wahrscheinlich vor etwa 700 Millionen Jahren stattfand. Bildnachweis: Alan McConnachie

Es gibt noch viel mehr über Galaxienkollisionen und Schwarze Löcher zu lernen. In dieser Studie ließen die Autoren viele Variablen unerforscht. “Unsicherheiten und Abhängigkeiten von verschiedenen Kollisionsparametern (wie Einfallsrichtung, Geschwindigkeit und perizentrischer Abstand) werden in dieser Arbeit nicht berücksichtigt,”, schreiben sie. Sie weisen auch darauf hin, dass sie nicht wissen, wie lange die Aktivität von Schwarzen Löchern unterdrückt werden kann.

Künstlerische Darstellung von Gas, das von einem galaktischen Kern abgezogen wird. © 2021 Miki et al.

Das sind Fragen für die Zukunft, so die Autoren. “Zukünftige Studien mit detaillierten Simulationen mit einer größeren Rechenbox über einen längeren Zeitraum, einschließlich des Gaseinstroms in den Torus von der galaktischen Scheibe, der Eigengravitation des Torusgases und Strahlungskühlprozessen, werden dies reduzieren.
Unsicherheiten.”


DURCHBRUCH DES Schwarzen Lochs: Wissenschaftler "REWRITE Astronomie-Lehrbücher" mit Weltraumentdeckung

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Simulation zeigt, wie eine Reise in ein Schwarzes Loch aussieht

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Schwarze Löcher sind Teile der Raumzeit, die eine so starke Anziehungskraft aufweisen, dass nichts, selbst Licht, entkommen kann. Es wurde angenommen, dass Schwarze Löcher die Form eines Donuts annehmen. Aber Wissenschaftler müssen nun die astronomischen Regelwerke neu schreiben, nachdem sie bewiesen haben, dass Schwarze Löcher tatsächlich 3D-Fontänen ähneln.

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Bisher wurde angenommen, dass das Gas, das Schwarze Löcher umgibt, die Form eines Donuts hat.

Basierend auf dieser Entdeckung müssen wir die Astronomie-Lehrbücher neu schreiben

Der Theoretiker der Kagoshima-Universität Keiichi Wada

Wissenschaftler glauben jedoch, dass die Realität über Schwarze Löcher weitaus komplexer ist, nachdem sie eines in 14 Millionen Lichtjahren Entfernung untersucht haben.

Neue Forschungen haben ergeben, dass Gas, das Schwarze Löcher umgibt, in einem 3D-Brunnen aus ihnen austritt.

Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA)-Simulationen deuten nun darauf hin, dass der Donut in Wirklichkeit eine bizarrere Struktur ist, die aus drei ständig zirkulierenden Gasen besteht.

Schwarze Löcher: Die mysteriösen Phänomene im Zentrum unserer Galaxien sind brunnenförmig (Bild: Getty)

Schwarze Löcher: Die Entitäten sind mächtig genug, um die Raumzeit zu verzerren (Bild: Getty)

Forscher beobachteten ein supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum der Ciricinus-Galaxie.

Daten daraus wurden mit einer Simulation von Gas in ein Schwarzes Loch mit dem Supercomputer Cray XC30 ATERUI verglichen.

Ihre Schlussfolgerungen stellen den Glauben in Frage, dass sich Materie, die in ein Schwarzes Loch fällt, um es herum aufbaut, um eine Donut-Struktur zu bilden.

Die Ergebnisse deuten nun darauf hin, dass es sich eher um einen dreistufigen Prozess handelt.

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Zunächst bildet das kalte Gas in der Nähe der Rotationsebene eine Scheibe, die sich erhitzt, bis die Moleküle zerfallen.

Einige dieser Moleküle werden über und unter der Scheibe ausgestoßen und bilden dann eine brunnenartige Struktur.

&bdquoFrühere theoretische Modelle setzen eine Vorannahme von starren Donuts&rdquo, sagte Keiichi Wada, ein Theoretiker der Kagoshima-Universität.

&bdquoAnstatt von Annahmen auszugehen, ging unsere Simulation von den physikalischen Gleichungen aus und zeigte zum ersten Mal, dass der Gaskreislauf natürlicherweise einen Donut bildet.

Schwarze Löcher: Gas, das Schwarze Löcher umgibt, spuckt in einem 3D-Brunnen aus ihnen (Bild: Getty)

Schwarze Löcher: Diese Erkenntnisse haben das, was wir zu wissen glaubten, auf den Kopf gestellt (Bild: Getty)

&ldquoUnsere Simulation kann auch verschiedene Beobachtungsmerkmale des Systems erklären.&ldquo

Diese Erkenntnisse haben das, was wir zu wissen glaubten, auf den Kopf gestellt.

Keiichi Wada fügte hinzu: &ldquoIndem wir die Bewegung und Verteilung sowohl des kalten molekularen Gases als auch des warmen atomaren Gases mit ALMA untersuchten, demonstrierten wir den Ursprung der sogenannten &lsquodonut&rsquo-Struktur um aktive Schwarze Löcher.

&ldquoBasierend auf dieser Entdeckung müssen wir die Astronomie-Lehrbücher neu schreiben.&rdquo


Supermassives Schwarzes Loch

Wie der Name schon sagt, supermassives Schwarzes Lochs enthalten zwischen einer Million und einer Milliarde Mal mehr Masse als ein typisches stellares Schwarzes Loch.

Supermassives Schwarzes LochSmash alle Rekorde
DR. EMILY BALDWIN
Astronomie JETZT
Gepostet: 07. Dezember 2011 .

Supermassives Schwarzes Lochs Transport von Materie in kosmische Leere, sagen Astronomen
- Bisherige
Nächster - .

(SMBH) entstand wahrscheinlich nach der Verschmelzung zweier riesiger elliptischer Galaxien. Bei der Verschmelzung wären auch die jeweiligen zentralen Schwarzen Löcher der beiden Galaxien verschmolzen.

s: Was Quasare wirklich sind
Meine Highlights.

s so groß werden?
Die ersten riesigen Schwarzen Löcher werfen ein kosmisches Mysterium auf: Sie wurden zu groß, zu schnell.

s verursachen Galaxienrotation? (Erweitert)
Wie lange würde ein Mini-Schwarzes Loch brauchen, um die Erde zu fressen? (Erweitert)
Wie werden sich die beiden kollidierenden Schwarzen Löcher auf die Erde auswirken? (Anfänger)
Was würde passieren, wenn die Schwerkraft auf der Erde plötzlich abgeschaltet würde? (Anfänger).

★,★★
Javier R. Goicoechea1, Jerome Pety2, Edwige Chapillon2,4, Jos Cernicharo1, Maryvonne Gerin3, Cinthya Herrera2, Miguel A. Requena-Torres5 und Miriam G. Santa-Maria1 .

Die Form der Milchstraße von Starcounts
Sternhaufen und die Form der Milchstraße
Das moderne Bild der Milchstraße
Die Multiwellenlängen-Milchstraße
Sgr A* - The

in der Milchstraße
Die Rotationskurve der Milchstraße
Zusätzliche Ressourcen
Zusammenfassung .

(SMBH) ist die größte Art von Schwarzen Löchern in der Größenordnung von Hunderttausenden bis Milliarden Sonnenmassen.

s und Kandidaten[Bearbeiten]
Siehe auch: Liste der massereichsten Schwarzen Löcher und Liste der Quasare .

s (Chandra-Lehrmaterialien)
UCLA Galaktische Zentrumsgruppe
Folge 18: Große und kleine Schwarze Löcher
Folge 21: Fragen zum Schwarzen Loch beantwortet .

- ein Schwarzes Loch im Zentrum einer Galaxie Diese Löcher, die durch Material entstehen, das auf den Kern der Galaxie fällt, können Milliarden von Sonnenmassen wiegen
Supernova – eine Explosion eines massereichen Sterns am Ende seines Lebens kann der Stern kurzzeitig die Helligkeit einer ganzen Galaxie erreichen.

: Ein Schwarzes Loch mit einer Million oder sogar einer Milliarde Sonnenmassen. Diese großen Schwarzen Löcher lauern in den Zentren vieler aktiver Galaxien.

- Schwarzes Loch im Zentrum einer Galaxie mit Millionen oder Milliarden Sonnenmassen.
Supernova - Zerstörerische Explosion eines Sterns.
Supernova-Überrest - Wachsende Gaswolke, die die äußeren Schichten des Sterns sind, der gerade explodiert ist.

s liegen im Zentrum praktisch aller großen Galaxien, sogar unserer eigenen Milchstraße.

. Ein Schwarzes Loch im Kern einer Galaxie, die Millionen oder Milliarden Sonnenmassen enthält.

das sich in seiner Galaxie bewegt.
Theresa Wiegert.

von einer Million Sonnenmassen oder mehr. [Weitere Informationen: Field Guide] .

s mit Millionen bis Milliarden Sonnenmassen könnten sich auch überall dort bilden, wo eine große Anzahl von Sternen in einem relativ kleinen Raumbereich gepackt ist, oder indem große Massenmengen in ein "Saat"-Schwarzes Loch fallen oder durch wiederholte Verschmelzung kleinerer Schwarzer Löcher .

Die hypothetische Energiequelle eines Quasars oder einer aktiven Galaxie, die durch die allmähliche Anlagerung von Material im Zentrum einer Galaxie entsteht.
Supernova.

scheint sich vom Zentrum der fernen Galaxie zu entfernen, die in der oberen Mitte dieses Bildes gezeigt wird. Die Galaxie entstand, als zwei kleinere Galaxien verschmolzen.

das saugt material auf. Wenn das Material auf das Schwarze Loch fällt, gibt es ein Aufflammen von Energie ab, heller als alles andere im Universum!
Immer noch neugierig? Mehr erfahren.
Was ist Space Scoop?

liegt im Herzen der meisten Galaxien, und eine neue Studie legt nahe, wie diese gefräßigen kosmischen Strukturen letztendlich ihre Wirte definieren können.
Weiterlesen .

im Zentrum der Galaxie befindet sich innerhalb des hellen weißen Flecks in der Bildmitte. Die Farben zeigen Röntgenenergiebänder an – rot (niedrig), grün (mittel) und blau (hoch).
VERGRÖSSERN
Downloads .

Es wird angenommen, dass s in den Zentren einiger Galaxien existieren. Was wären die Schwarzschildradien von Schwarzen Löchern von 1 Million bzw. 1 Milliarde Sonnenmassen? Wie groß ist das erste Schwarze Loch im Vergleich zur Sonne? Wie ist die zweite Größe im Vergleich zum Sonnensystem? (Hinweis) .

so
Messung der Expansionsrate des Universums
Dunkle Energie entdecken
Enthüllung der Galaxienentwicklung
Die Geburt und den Tod von Sternen betrachten
Charakterisierung von Planeten um andere Sterne
Vermessung des Sonnensystems
Vier erfolgreiche Frauen hinter den Erfolgen des Hubble-Weltraumteleskops .

in seiner Mitte. Sie wird als Typ-cD-Galaxie oder als Superriese-D-Klasse-Galaxie klassifiziert, die einen großen Sternenhof und einen elliptischen Kern mit einer großen diffusen Hülle hat, die keinen Staub enthält.

hat jedoch eine millionenfach größere Masse und entsteht, wenn riesige Gaswolken kollabieren.

alle erforderlichen Eigenschaften von so etwas wie einem Quasar erzeugen? Während sich das Gas in der Akkretionsscheibe spiralförmig zum Schwarzen Loch hin bewegt, bewirken Reibungskräfte, dass sich das Gas aufheizt und dabei Energie freisetzt. Die Quelle dieser Energie ist der Fall durch das Gravitationsfeld.

In der Nähe rülpsen (NGC 5195)
NuSTAR findet kosmischen klumpigen Donut um Schwarzes Loch
Fermi startet eine Blazar-detektierende Bonanza .

s in den Zentren gewöhnlicher Galaxien wie der Milchstraße.

s in ihrer Mitte. Helligkeit Ein Maß für die Menge elektromagnetischer Strahlung von einem Himmelsobjekt. sie wird als eine Größe ausgedrückt, die entweder scheinbar, die von der Eigenhelligkeit eines Objekts und seiner Entfernung vom Detektor abhängt, oder absolut sein kann.

Die aktiven galaktischen Kerne enthalten vermutlich

s, die die mit aktiven Galaxien verbundenen nichtstellaren Phänomene antreiben.
AKTIVE GALAXY: Eine Galaxie, die in ihren zentralen Regionen einen heftigen Ausbruch erfährt.

Es wird angenommen, dass es im Zentrum einer aktiven Galaxie (z. B. Radiogalaxie, Quasar) liegt, und viele normale Galaxien schwarze Löcher mit kleiner Masse könnten während des Urknalls ("ursprüngliche Schwarze Löcher") erzeugt worden sein.

Die Energie kommt von einer Akkretionsscheibe aus Gas um a

im Kern der Galaxie. adaptive Optik eine Technik, die atmosphärische Turbulenzen durch schnelle Anpassung des Lichtwegs in der Optik kompensiert.

Die Quelle der Radioemission ist sehr kompakt, etwa 10 Lichttage breit und wird als a . bezeichnet

im Zentrum der Galaxie mit einer Gesamtmasse von 200 Millionen bis möglicherweise einer Milliarde Sonnen.

Es gibt ein wachsendes Studienfach der

s, die in den Zentren jeder Galaxie zu liegen scheinen. Das Hubble-Weltraumteleskop bildete das Zentrum der Galaxie M87 ab und entdeckte eine sehr helle Quelle mit einem Materialstrahl, der mit unglaublichen Geschwindigkeiten ausströmt.

Von solchen Ideen motiviert, haben Astronomen kürzlich die Kerne naher Galaxien (einschließlich der Milchstraße) nach einem "toten Quasar" (a

die derzeit wenig oder kein Licht erzeugt).

Verschiedene Astronomen haben spekuliert, dass sich große Mengen interstellaren Gases ansammeln und kollabieren

s in den Zentren von Quasaren und besonderen Galaxien (z. B. galaktische Systeme, die zu explodieren scheinen).

Das vereinheitlichte Modell besteht aus a

mit einer überhitzten Akkretionsscheibe, die im optischen durch weiches Röntgen strahlt. Die Scheibe ist von breiten und schmalen Linienbereichen (BLR, NLR) umgeben, die aus Gas mit hoher bzw. niedrigerer Geschwindigkeit bestehen.

Im Zentrum der Milchstraße befindet sich ein

. Die Region, in der sich das Schwarze Loch befindet, heißt Schütze A* (ausgesprochen "A-Stern").

Im Zentrum von Messier 87 im Virgo-Cluster liegt a

von dreitausend Millionen Sonnenmassen. Aus ihm strömt ein veränderlicher Jet mit nahezu Lichtgeschwindigkeit aus, der M 87 zu einer "aktiven Galaxie" und den Kern zu einem "aktiven galaktischen Kern" oder "AGN" macht.

Quasare (kurz für quasi-stellares Objekt): Die brillanten Kerne von Galaxien, in denen einfallendes Material a

. Das Schwarze Loch ist so angeschwollen, dass ein Teil der Energie als starke Strahlungsexplosion aus der umgebenden Scheibe aus akkretierendem Material entweicht.

Sehr große Schwarze Löcher sind bekannt als

Der Astrophysiker Alister Graham und sein Team von der Swinburne University haben enthüllt, dass diese sogenannten

s sind immer eine Konstante 0.

Quasare verleihen der Deep-Sky-Beobachtung in großem Stil Tiefe und entführen abenteuerlustige Seelen in die Dunkelheit der Nacht, als würden sie von ihrer Anziehungskraft angezogen

s.Der erste entdeckte Quasar, 3C 273 in Jungfrau, ist auch einer der nächsten, liegenden 2.

mit einer Masse von
drei Milliarden Sonnen. CFHT/J.-C. Cuillandre
[größeres Bild]
Himmel) und 100-mal leuchtender. Spica erscheint jedoch aufgrund seiner erheblich größeren Entfernung von 270 Lichtjahren schwächer als Sirius.

Ja, ja, was wir AGN nennen, ist nur die Folge von a

im Zentrum einer Galaxie. Aber wir können das Schwarze Loch selbst nicht wirklich direkt sehen, also – wie können wir ein AGN erkennen?
Schauen wir uns eine Liste von Beobachtungsnachweisen für AGN an.
Kreisförmige Gasbewegungen mit hoher Geschwindigkeit .

Es wird angenommen, dass sich in den überfüllten Kernen von Galaxien Millionen von Sternen zu einer Form zusammengeschlossen haben

s. Dies ist die einfachste Erklärung für die hohen Geschwindigkeiten, die wir für Sterne messen, die in der Nähe galaktischer Kerne kreisen.

Wissenschaftler sind sich immer noch nicht sicher, wie

s entstehen, obwohl sie durch Verschmelzungen kleinerer, stellarer Schwarzer Löcher entstehen können.
Beispiele .

Tatsächlich werden "Quasare" immer mit in Verbindung gebracht

s in den Zentren junger Galaxien und könnte daher innerhalb der Milchstraße nicht vorkommen. Die Quasare oder "quasarähnlichen Objekte", die in Star Trek erwähnt und gezeigt werden, entsprechen eher dem, was die Wissenschaft Mikroquasare nennt.

Eine enge Konzentration von Sternen, und in einigen Fällen a

, gefunden in den innersten Regionen einer Galaxie.
Galaxis
Eine große Gruppierung von Sternen, von denen unsere Milchstraße eine Art ist.

Klassen des Schwarzen Lochs
Stellare Schwarze Löcher

so
Überwachung
Schwarze Löcher und Gravitationswellen
Schicksal von Schwarzen Löchern.

Quasar der hochenergetische Kern einer jungen Galaxie, von der angenommen wird, dass sie von a . angetrieben wird

kurz für quasi-stellares Objekt.
Radiowellen sind die Lichtform mit der längsten Wellenlänge und der geringsten Energie.

Der Artikel zur Ankündigung der Entdeckung (mit wissenschaftlichen Details): Ein Stern in einer 15,2-Jahres-Umlaufbahn um den

im Zentrum der Milchstraße, von R. Sch del et al. (22 Mitautoren), Nature, vol. 419, s. 694-6, 17. Oktober 2002.

Blazar
Ein Blazar ist eine Art aktive Galaxie, bei der die zentrale Region riesige Energiemengen aussendet, von denen angenommen wird, dass sie von einem

. Typisch für Blazare ist die Variabilität der von ihnen abgegebenen Energie. Blazare gelten als die energiereichsten Objekte im Universum.

Schwarzes Loch: Eine Massenkonzentration, die so dicht ist, dass nichts – nicht einmal Licht – seiner Anziehungskraft entkommen kann, wenn es einmal verschluckt wurde. Viele Galaxien (einschließlich unserer) haben

Sie ist die massereichste Galaxie im LOKALEN CLUSTER, der die Milchstraße, die Triangulum-Galaxie (M33) und 44 weitere kleinere Galaxien enthält. Es hat einen Doppelkern mit mindestens einem

Es bezieht den größten Teil seiner Energie aus sehr heißer Materie, die in eine zentrale

, und kann aus einem viel kleineren Volumen so viel Licht wie hundert normale Galaxien erzeugen. Es ist eines der mächtigsten Objekte im Universum und eines der am weitesten entfernten Dinge, die jemals im Weltraum gesehen wurden.

Galaxienblöcke – die Sternhaufen, die Nebel und das interstellare Medium – etwas detaillierter, bevor schließlich die verschiedenen Arten von Galaxien und ihre Klassifikationssysteme diskutiert werden. Schließlich enden wir mit Diskussionen über die Physik von Galaxien, die Natur aktiver Galaxien und

Das angesammelte Material sinkt langsam in den Kern der Galaxie und schafft manchmal neue Generationen massereicher, leuchtender Sterne. Im Laufe von Millionen von Jahren erreicht das Gas das Zentrum der Galaxie, wo

s kann auf einen neuen Kraftstoffvorrat warten.

Menten, "Nächster Stern im Orbit der

at the Center of the Milky Way", Nature 419, 694-696 (17. Oktober 2002), Template:Doi.
' NASA.gov
' "Solex von Aldo Vitagliano". . Abgerufen 2012-07-09. (berechnet von Solex 11)
' Planetenvergleichstabelle der NASA.

Die Energiequelle eines Quasars ist wahrscheinlich Materie, die in ein

. Radialgeschwindigkeit (RV) Die Geschwindigkeit eines Objekts in Richtung auf den Beobachter oder von ihm weg.


7 Enthülle die galaktische Vergangenheit

Das Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) hat das erste Bild eines Torus eines Schwarzen Lochs geliefert, des gasförmigen, staubigen Donuts aus Trümmern, der um seinen schwarzen Schlund herumwirbelt.

Der markante Torus befindet sich 47 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Walfisch. Und mit einem Durchmesser von nur 20 Lichtjahren demonstriert es die akute Sensibilität von ALMA. Aus dem Torus können Astronomen die Vergangenheit der Galaxie ablesen und aus ihrer Asymmetrie und Bewegung schließen, dass sie vor langer Zeit mit einer anderen Galaxie verschmolzen ist. [4]


Schwarze Löcher

Schwarze Löcher
Stellen Sie sich vor, Sie stehen auf der Erdoberfläche und werfen einen Stein direkt in die Luft. Der Felsen wird nicht in die Umlaufbahn segeln und ein Satellit werden, sondern auf Ihren Kopf zurückfallen (autsch!). Wenn Sie jedoch einen Raketenmotor unter Ihrem Felsen montieren, können Sie ihn weit in den Weltraum schieben.

Schwarze Löcher
Lassen Sie sich vom Namen nicht täuschen: Ein Schwarzes Loch ist alles andere als leerer Raum. Vielmehr handelt es sich um eine große Menge Materie, die auf einer sehr kleinen Fläche gepackt ist – stellen Sie sich einen Stern vor, der zehnmal massereicher ist als die Sonne, der in eine Kugel von ungefähr dem Durchmesser von New York City gepresst ist.

Schwarze Löcher, Relativität und Zeitreisen
Geschichten, in denen Menschen durch die Zeit gereist sind und die Auswirkungen der Zeitdilatation erlebt haben, gibt es seit Jahrhunderten, wobei eine der frühesten im alten indischen Epos Mahabharata zu finden ist.

Der Tod der Riesensterne
Ein Schwarzes Loch ist ein massereiches Objekt (oder eine Region) im Raum, das so dicht ist, dass sein Gravitationsfeld innerhalb eines bestimmten Radius (dem Schwarzschild-Radius, der den Ereignishorizont bestimmt) nichts entweichen lässt, nicht einmal Licht.

Ein Schwarzes Loch ist unsichtbar, aber Astronomen können es entdecken, weil seine enorme Schwerkraft nahe Materie greift.

ist, dass wir nicht einmal wissen, ob sie existieren oder ob sie lange überleben könnten.

klingen wie aus einer Science-Fiction-Geschichte: Objekte, die so dicht sind, dass nichts im Universum ihrer Anziehungskraft entkommen kann.

und binäre Röntgenquellen
Was passiert, wenn der Stern bei einer Supernova-Explosion nicht genug Masse loswerden kann, um einen verbleibenden Neutronenkern unter drei Sonnenmassen zu erzeugen (unter denen nur Neutronen genug Druck erzeugen können, um der Schwerkraft entgegenzuwirken)?

(ASTRO 130) auf dem Campus des Universitätsparks.

Ein Schwarzes Loch kann auf die oben beschriebene Weise gebildet werden, aber auch auf zwei andere Arten. Die erste ist, dass ein Stern, der mehr als neun Sonnenmassen hat, wenn er zur Supernova wird, zu einem Schwarzen Loch kollabiert.

von Sternmasse werden erwartet, wenn sehr massereiche Sterne am Ende ihres Lebenszyklus kollabieren. Nachdem sich ein Schwarzes Loch gebildet hat, kann es weiter wachsen, indem es Masse aus seiner Umgebung aufnimmt.

sind ein Phänomen, das von der 1916 veröffentlichten Allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein vorhergesagt wurde. Tatsächlich wurde die Idee eines Schwarzen Lochs bereits 1783 vom britischen Amateurastronomen John Michell (und unabhängig davon vom Franzosen Pierre-Simon Laplace 1795).

, Kosmologie, Dunkle Materie
Die ersten Ergebnisse der IllustrisTNG-Simulation des Universums sind abgeschlossen und zeigen, wie sich unser Kosmos aus dem Urknall entwickelt hat.

Einige Wissenschaftler argumentieren seit Jahrzehnten, dass

sind die ultimativen Tresore, Entitäten, die Informationen aufsaugen und dann verdunsten, ohne irgendwelche Hinweise darauf zu hinterlassen, was sie einst enthielten, aber eine neue Studie, die online in der Zeitschrift Physical Review Letters (arXiv.org Preprint) veröffentlicht wurde.

Was ist ein Schwarzes Loch? Das ist eine Frage, die Wissenschaftler seit vielen Jahren beschäftigen. Ein Schwarzes Loch ist eigentlich ein gestorbener Stern! Okay, hier kommt die Mathematik ins Spiel, ein Stern, der vielleicht 20-mal so groß ist wie unsere Sonne, ist gerade in sich hineingefallen.

Erraten Sie, was?
Einige Wissenschaftler glauben, dass es hier in unserer eigenen Milchstraße ein Schwarzes Loch gibt.

Ein Schwarzes Loch ist eine Region des Weltraums, in der die Schwerkraft so stark ist, dass zum Entkommen eine höhere Geschwindigkeit als Licht erforderlich ist.

, zum Persönlichen, wie zum Beispiel seine Erfahrungen beim Aufwachsen und das Leben mit einer neurodegenerativen Erkrankung.
Folie 7 von 23.

Wenn Sie sich nun an Weiße Zwerge erinnern, sind sie elektronenentartet und haben eine obere Massengrenze (die höchste Masse, die sie haben können, ohne in sich zusammenzufallen). Jetzt haben wir gerade Neutronensterne fertig gemacht, die neutronenentartet sind. Gilt die gleiche Regel?

Spinning an den von Einstein vorhergesagten Grenzen gesehen - von Universe Today
Supermassive Schwarze Löcher drehen sich an den Grenzen der Relativität - von Universe Today
Eisen kann helfen festzustellen, ob sich ein Schwarzes Loch dreht – aus dem Universum von heute.

- ein Paar supermassereicher Schwarzer Löcher im Zentrum dieser Galaxie[8]
PG 1302-102 - der erste Quasar mit binärem Kern - ein Paar supermassereicher Schwarzer Löcher im Kern dieses Quasars[9][10] .

sind eines der faszinierendsten und überwältigendsten Phänomene im Universum. Die Schwerkraft eines Schwarzen Lochs ist so stark, dass ihm nicht einmal Licht entkommen kann.

aufgrund ihrer starken Gravitationskraft Teilchen wie Protonen und Elektronen außerhalb ihres Ereignishorizonts auf relativistische Geschwindigkeiten (Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit) beschleunigen können (Grenier & Laurent 2001).

mit vielen Hunderten oder vielleicht mehreren Tausend Sonnenmassen.

Das MEMO-Projekt: Kombination aller Mikrolinsen-Durchmusterungen zur Suche nach galaktischen mittleren Massen

A. Mirhosseini und M. Moniez
Laboratoire de l'Acc l rateur Lin aire IN2P3-CNRS, Universit de Paris-Sud, BP 34, 91898 Orsay Cedex, Frankreich
E-Mail: [email protected] .

ist, nach ihren Auswirkungen auf andere Objekte zu suchen. Unsere Galaxie beherbergt viele Doppelsternsysteme, in denen nur ein Objekt zu sehen ist. Erinnern Sie sich an unsere Studie zu Doppelsternsystemen in Abschnitt 17.

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in Echtzeit
Bei einem Test ihrer Technologie arbeiteten zwei australische Radioteleskope mit anderen in China und Japan zusammen, um ein weit entferntes Schwarzes Loch zu beobachten.

- manche von ihnen. Mehr
Hubble entdeckt die erste extrasolare planetare Atmosphäre! .

: Objekte im Weltraum, die so dicht sind, dass nicht einmal Licht ihrer Schwerkraft entkommen kann, obwohl starke Licht- und Energiestrahlen aus der Nähe eines Schwarzen Lochs abgegeben werden können, wenn Gas und Sterne in dieses eingesaugt werden.

sind ehemalige Sterne, die so stark kollabiert sind, dass ihre Oberflächengravitation so stark ist, dass nicht einmal Licht entweichen kann.

Ein Schwarzes Loch ist ein Raumbereich mit einer so starken Schwerkraft, dass er alles verschluckt, was sich ihm nähert, sogar Licht. Ein Schwarzes Loch kann entstehen, wenn sich ein sehr massereicher Stern als Supernova selbst auseinander sprengt.

nach einer Supernova-Explosion. Da der Überrest keinen Druck von außen hat, um der Schwerkraft entgegenzuwirken, wird er weiterhin zu einer gravitativen Singularität kollabieren und schließlich zu einem schwarzen Loch werden.

Bisher haben wir gesehen, was mit stellaren Überresten von etwa 3 Sonnenmassen oder weniger passiert. Remnants less than 1.4 solar masses become white dwarfs and will eventually cool down to black spheres of electron degenerate matter. Cores of 1.

are a phenomenon predicted by the equations of Einstein's theory of general relativity. However, we have never directly seen or measured a black hole. How indeed would we "see" a black hole?

at the centres of galaxies
Image from Steve Bowers
The Cormoran Supermassive Black hole, in NGC 6183, is surrounded by an alien civilisation.

: These objects have masses in the range of ten to perhaps one hundred Suns.
String Theories: These theories use one dimensional objects (strings) as the basic building block of the universe including matter. M-Theory is the latest version of string theories.

are difficult to observe on account of both their small size and the fact that they emit no light. They can be "observed," however, by the effects of their enormous gravitational fields on nearby matter.

' very strong gravity can even swallow-up light if it gets too close.
Still curious? Learn more.
What is Space Scoop?

are thought to result from the collapse of certain very massive stars at the ends of their evolution. [More Info: Field Guide] .

are extremely cold: they have a temperature of nearly absolute zero - which is zero Kelvin, or -273.15 degrees Celsius. The more massive a black hole, the colder it is.

to Warped Galaxies
By: Lauren Sgro June 15, 2021 .

are some of the most interesting objects in the sky. It takes a very special kind of environment to create a black hole. The basic idea of a black hole is that if you can put enough matter in a small enough space, then gravity becomes by far the strongest force that exists there.

.
Globular Cluster A crowded group of 100,000 or more
Milky Way Galaxy has more than 150 such globular .

Don't use Diesel fuel in a gasoline car!
How bright is our Sun when seen from space?

might also be indirectly identified by the high-energy emission of the surrounding gas. It is believed that gas near a black hole orbits it in a flattened disk, similar to a protoplanetary disk, only hotter and much more
Page 42 Share Cite .

endowed with the maximal amount of force charge possible for a given total mass. [G99]
Extrinsic
A semiconductor, such as silicon, which has been doped with impurity atoms to provide smaller energy band gaps for detection of lower-energy photons. [McL97] .

, proposed by Stephen hawking, could have been created at the time of the big bang, when some regions might have got so compressed that they underwent gravitational collapse.

Links to Primary Literature
Additional Readings .

--The End of the Universe? New York: Random House, 1977.
Welfare, S. and Fairley, J. Arthur C. Clarke's Mysterious World. New York: A & W Publishers, 1980.
Wick and Isaacs, J. D. "Tunguska Event Revisited." Nature 247, 139, 1974.

Supernovas Goddard Space Flight Center Laboratory for High Energy Astrophysics

Goddard Space Flight Center Laboratory for High Energy Astrophysics
Star Clusters National Geographic
Constellations in the Night Sky National Geographic
Space agencies: .

When the rotation period is about 4 seconds there is insufficient energy for the pulsar to be seen at all, and it disappears from view. Not fusing anything, the neutron star is held up forever against gravity by pressure exerted its own extreme density.

- science fiction movie Interstellar
The new science fiction film Interstellar features a team of space travellers who travel through awormhole in search of a new habitable planet.

which have sucked in thousands of stars.

The active galactic nuclei are believed to contain supermassive black holes that power the nonstellar phenomena associated with active galaxies.
ACTIVE GALAXY: A galaxy under-going a violent outburst in its central regions.

General Relativity - Our best current theory of gravity and acceleration, which describes everything from gravity on Earth and planets in orbit to the effects of

A supermassive black hole is thought to lie at the center of an active galaxy (e.g., radio galaxy, quasar), and many normal galaxies small mass

This black hole is almost 16 times the Sun's mass, a record for

at the centers of galaxies are much more massive, but this object is the record-setter for a so-called "stellar mass" black hole.

Often these mergers were so violent that the stars and gas collapsed and formed

. This light was bright enough that it can be seen across the universe. These bright lights are called quasars.

The planets, the brown dwarfs, the degenerate dwarfs, the neutron stars, and the

are all permanent. They are the endpoints of evolution.

of that size are usually found in very luminous galaxies possessing an active galactic nucleus. An accretion disk feeds matter to the black hole provoking the release of prodigious amounts of energy in the form of light, radiation, and jets of superheated gas which are characteristic of AGN's.

As of 2152, Vulcans had charted over two thousand

.
A trinary system consisting of a black hole and two stars In 2152, Enterprise NX-01 encountered a black hole that was part of a trinary star system, something unheard of by either Starfleet or Vulcan scientists.

in galaxy centers, can scatter heavy elements such as carbon and oxygen into the vast space between galaxies.

Hawking radiation is a thermal radiation with a black body predicted to be emitted by

due to quantum physics effects.

(Check the study guide for this lesson)
Extremely big supergiants don't go out with a bang - they just go out! This lesson completes your education about stellar aging by introducing you to the most incredible object in the universe - a black hole.

that subsequently merge into single objects with masses of millions of solar masses.

the Greek and Latin letters assigned to stars in a constellation by Johann Bayer in 1603 binary star two stars gravitationally bound together, orbiting a common centre of mass black hole a region in space with a gravitational field so intense that neither matter nor radiation can escape primordial

Finding Supermassive Black Holes
Measuring the Universe's Expansion Rate
Discovering Dark Energy
Unveiling Galaxy Evolution
Beholding the Birth and Death of Stars
Characterizing Planets Around Other Stars
Surveying the Solar System
Four Successful Women Behind the Hubble Space Telescope's Achievements .

The exceptionally bright cores of some galaxies, thought to be fuelled by matter falling into supermassive black holes. A class of galaxies that expell massive amounts of energy from their centres, far more than ordinary galaxies.

This disk of gas is a clue that a black hole is there.

by observing the material orbiting at high speeds around them.
Question 6 of 8
NEXT QUESTION .

A non-rotating, electrically neutral black hole. Since most real

are relatively easy to deal with mathematically, and so are still studied theoretically.
SCLNWARZSCHILD RADIUS .

While stars with more than about eight Solar-masses become neutron stars and

through supernovae, those with less mass become white dwarfs.

Quasars are large distant objects in space that are powered by large, powerful

. They tend to shine so brightly that their light eclipses the old galaxies that they exist within. They are capable of emitting thousands of times more energy than the Milky Way emits.
[Pictured: Artist's concept of a quasar.] .

However, you must be a little careful: there are jets which don't derive from supermassive black holes. Right here in our own Milky Way Galaxy, for example, the variable star SS433 produces a jet of its own, as these radio images show.
Figure taken from a very nice exercise written by Irving Robbins .

The thing that big stars become after they die.

have very strong gravity - not even light escapes!
C
Cassini .

Black Hole: A black hole is one of the most exotic objects in space, as it has no real spatial dimension, and radiates no light, but contains a super-massive amount of matter.

are sometimes created at the end of a super-massive stars lifetime.

Although from their very nature

do not emit radiation for us to detect, material falling towards them can emit large amounts of energy. They can form either from the death of very massive stars following a supernova explosion, or from the collapse of large amounts of gas in the centre of galaxies.

Hawking Radiation: Hawking radiation is black-body radiation that is predicted to be released by the

near the event horizon. Hawking radiation is speculative and there is no experimental proof of it yet.

General relativity: The theory of gravitation developed by Albert Einstein. The theory discusses the nature of

, consequences for the bending of light by massive objects, and the fabric of space and time.

A tight concentration of stars and gas found at the innermost regions of a galaxy. Astronomers now believe that massive

may exist in the center of many galaxies.
Galaxy .

This 400 by 900 light-year mosaic of several Chandra images of the central region of our Milky Way galaxy reveals hundreds of white dwarf stars, neutron stars, and

bathed in an incandescent fog of multimillion-degree gas.

Galactic Nucleus
A tight concentration of stars and gas found at the innermost regions of a galaxy. Astronomers now believe that massive

may exist in the center of many galaxies.

Any object whose surface gravity is so strong that no radiation or matter can escape. A black hole is the end-state of any star with a core more than about three times the Sun's mass. Theoretically,

much less amssive and much more massive than stars can exist.
blackbody spectrum .

★ Universe The entire make up of the Cosmos, including stars, planets, moons, comets, asteroids, nebula, galaxies,

, other clouds of dust, dark matter, dark energy. (i.e."Life, the Universe and Everything") .

The star may be a white dwarf, a neutron star, or a stellar black hole in a close stellar binary system. In these cases, the material of the accretion disk comes from the nearby companion star of the binary system. Accretion disks may also surround newborn stars or the massive

found in the centers of many .

blocks of galaxies -- the star clusters, the nebulae, and the interstellar medium -- in some detail, before finally discussing the different kinds of galaxies, and their classification systems. Finally, we end with discussions of the physics of galaxies, the nature of active galaxies and supermassive black holes, .

of astronomical census-takers and statisticians. Where the ancient Greeks imagined their gods and heroes populating the sky, modern astronomers have discovered the existence of an equally fantastic pantheon of objects with names such as red giants, white dwarfs, Cepheid variables, pulsars, quasars, and

Yellow stars like the sun are next, while red stars are the coolest of the visible stars. Many red stars are so dim that people can't see them at all, and some stars, called brown dwarfs, hardly emit any light at all. Some stars don't emit light -- they trap it. These are

Goddard Space Flight Center, noted that the repair of STIS was a major victory for both the mission and the science community, as that part of the telescope performed unique functions, helping scientists understand the materials planets are composed of, and looking at things like the motion of stars around

another walk, I met a man holding his mouth while his worried companion said "Did you bite it?"-incredibly, he had picked up one of the peppercorns! The other edible planets are, of course, prey for passers-by. Hazards like these may be regarded as our model's counterparts of such cosmic menaces as and

It includes the terms exploration, wonder, the origin of life, the Voyager Golden Record, the scale of galaxies, cosmic pulsars, quasars, and

, and symbols for the planets Jupiter, Saturn and Mars. Briefing notes for President Carter and Vice President Walter Mondale. 1977. Manuscript Division.

Heavier stars form neutron stars and

. Wolf-Rayet A Wolf-Rayet star is a very luminous star with a high surface temperature, often with large eruptions and some irregular small light variations (up to about .1 magnitude).


How do supermassive black holes launch powerful jets of matter? With hot gas and magnetism.

The environment around a supermassive black hole is fairly complex.

Sitting in the centers of galaxies, that’s not too surprising. It’s crowded there, like being downtown in a big city at rush hour. But in this case it’s worse, because in a city you don’t have octillions of tons of material swirling around the city center at nearly the speed of light that has been heated to millions of degrees and blasts out vast amounts of energy making them the most powerful sources of radiation in the Universe.

Mehr schlechte Astronomie

Whereas supermassive black holes many times do. The disk is called an accretion disk, and conditions in it are difficult to understand. To make matters worse, sometimes these black holes and their disks somehow focus this energy and matter into twin beams, like a double light saber, that scream out at nearly the speed of light up and down, from the disk.

These beams, which astronomers call jets, contain energy across the electromagnetic spectrum from radio waves to X-rays. If that jet is pointed toward Earth, we can see all this radiation, and we call these types of objects quasars (or, if even super-high-energy light is seen, blazars). They’re phenomenally bright, and we can see them from billions of light years away, clear across the observable Universe.

Hercules A is an example of a relatively nearby active galaxy, with a black hole in its heart eating matter and blasting out huge amounts of radiation and matter. Credit: NASA, ESA, S. Baum and C. O'Dea (RIT), R. Perley and W. Cotton (NRAO/AUI/NSF), and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

These jets have a profound affect on the galaxy surrounding the black hole. They can push away gas in the galaxy center, suppressing star formation. They can also drive shock waves into gas farther out, encouraging the clouds to collapse and form stars. The growth of the black hole itself can depend on this as well, since it grows by feeding on that very gas.

So astronomers try to understand them, which can be difficult, since they’re so far away. But a new study, looking at a staggering 729 quasars, found a relation between quasars with jets and those without them, and it goes against the common model astronomers have used for decades.

The astronomers looked at the high-energy X-ray emission from the black holes. It’s well known that quasars without jets emit a certain amount of ultraviolet light (which comes from the inner disk), and that the X-ray emissions depend on that. If there’s more UV from a quasar we see more X-rays as well, and vice-versa.

Artwork depicting a supermassive black hole surrounded by an accretion disk and magnetic corona, with powerful jets launching away in opposite directions. Credit: NASA/CXC/M. Weiss

The reason for this is thought to come from the black hole corona. This is extremely high-energy gas surrounding the accretion disk like a halo. UV photons from the disk hit the electrons in this corona gas and get boosted in energy, like how getting rear-ended by a truck can push a car forward. The result is the UV light gets boosted to X-ray energies. The more UV that’s emitted, the more X-rays you get.

Now, quasars with jets emit X-rays too, and moreover tend to be brighter (give off more X-rays) as well. It’s been thought that the X-rays come from the base of the jet, where magnetic fields get wound up into a vortex by all the swirling matter. This can focus the energy, which travels along the magnetic field lines. So they focus the jets, and the vast energies being wielded at the jet base are what cause the X-rays.

BUT. What the new study found is a similar relationship between X-rays and ultraviolet light as with quasars without jets. That implies a similar process, meaning the X-rays aren’t necessarily coming from the jet base, but from the black hole coronae! And, these coronae have strong magnetic field lines threading throughout them, which helps boost the energies emitted, which is why quasars with jets emit more X-rays than those without.

This is a big deal. The physics of the coronae is different than at the jet base, so this changes how we think the jets are launched. Mind you, these jets can extend for millions of light years, far larger than the host galaxy of the black hole! They’re enormous structures, so understanding how they get their start is critical.

As it happens, all quasars appear to need a rapidly spinning black hole in their hearts. The spin actually drags the fabric of spacetime around them, which affects the disk. It’s been thought that the jets depend on the black hole spin, but what the new study shows is that if the black hole corona is weak, you don’t get jets even if the black hole is spinning madly.

Again, that’s a big deal. That changes the standard way astronomers think of jets.

So the next question is, are these scientists right? Well, the trends they found do seem real, and compelling if not convincing. And they looked at a whole lot of quasars. I expect theorists who study the connection between black holes, their coronae, the magnetic fields, the disk, and the jets (phew!) will pounce on this idea eagerly, trying to see if they can figure out all the connections, and if they make sense. It’ll be interesting to see some exceptions to this rule can be found, too. That can really help, because sometimes quasars might have some weird characteristic that sets them apart, making the rules easier to understand by contrast (the idea of the exception that proves the rule * ).

We know that the characteristics of entire galaxies depend on the properties of the black hole in their cores, even though the galaxy may have a million times the mass of that black hole. Clearly black holes are tiny but mighty, and how they power these jets is a big player in that game. Our own galaxy was once very likely a quasar, so in many ways we ourselves exist because of that fact. I think understanding how these work is an important piece of understanding how the Universe makes people. And I’m people, so I take this rather personally too.

And personally, I think all this is incredibly cool.

* In that link you’ll find different meanings of this phrase, and in this case I mean it in the sense of an exception that tests the rule under different circumstances, which can help support the general rule.


Just how low can a black hole go?

Sometimes there are news stories with so much awesomeness to them it's hard to describe it all. This is one such item. It starts with a bruiser of a star cluster, and ends with astronomers scratching their heads over black holes. C'mon, I'll show you how this works. Awesome thing #1: Our tale starts with Westerlund 1, a massive star cluster about 16,000 light years away. Here's the cluster as seen by the MPG/ESO 2.2-meter telescope at ESO’s La Silla Observatory in Chile:

What's amazing about this stellar city is that it's loaded with high-mass stars. Almost every star you see there is what astronomers call type O or B beefy stars with 10 to as much as 40 times the mass of the Sun. Each of these is incredibly luminous, some shining thousands of times more brightly than the Sun -- and some with millions, yes millions of times the energy output of the Sun. If we put the Earth next to one of these guys, weɽ burn. Hard. Stars like that don't live very long -- the more massive a star is, the shorter its life -- so we know the cluster is young, and studies have shown that it's about 5 million years old. Not only that, but it appears that all the stars were born at the same time. Sometimes there are waves of star formation in a cluster, but this one formed all at once, in what must have been a spectacular vision of gas, shock waves, and radiation. This all-at-onceness is critical, so keep it in mind! Awesome thing #2: In the image, two stars are marked. At the lower left is a circle marking the location of a magnetar, the actual star (haha!) of our story. Magnetars are a special class of neutron stars , über-dense nuggets of material with the mass of the entire Sun squeezed into a ball just a few kilometers across. They are the remnants of supernovae, the leftover core that remains after the outer parts of a high-mass star explode. You can't see the magnetar in the image because it's very faint in visible light it's too small to be able to emit enough light for us to see. I'll note, though, that it's pouring out X-rays, which is how it was discovered . In fact, it's emitting as much energy in just X-rays as the Sun does across the entire electromagnetic spectrum! Magnetars are a little bit scary.

Now follow along here: if a star has enough mass, when it explodes it leaves behind a black hole. The core has so much gravity that when it collapse, it collapses all the way . But if the star is less massive, the core doesn't have the oomph it needs to form a black hole, and instead forms a neutron star. They're superdense, but not quite black holes. We think the dividing line between stars massive enough to make black holes and those that make neutron stars rests around 20 or so times the mass of the Sun. Below that, neutron star. Above it, black hole. Right? Well, maybe not. Come along, there's more to see. Awesome thing #3: We can't measure the mass of the magnetar directly. It sure would be nice to do that, since we could learn tons about it if we could know exactly how big and massive it is. But, it turns out, there's a way to figure out how massive its long-ago exploded parent star was. Another star is indicated in the picture above. It's called W13, and it's a binary, two stars orbiting each other (they're so close together they appear as one star in the image). That's very important! Hundreds of years ago, astronomer Johannes Kepler figured out that if you can observe two objects orbiting each other -- a planet around a star, a moon around a planet, or even two stars circling -- you can calculate their masses. It's a standard technique we've been using for a long time. So some astronomers did just that, and found that the two stars comprising W13 have masses of about 35 and 23 times that of the Sun -- big stars, to be sure! And these kinds of stars usually start off their life even more massive: they lose mass over time by blowing a thick super-solar wind. So the bigger of the two probably was born with a mass of 40 times that of the Sun. Got it? We have directly measured the mass of a star in the cluster Westerlund 1, and it has 40 times the mass of the Sun. That takes us to. Awesome thing #4:

Let's put the pieces together. We have a young cluster of massive stars, and we're pretty sure they were born all at once. The more massive a star, the shorter its lifespan. We also know that there exists in the cluster a star with about 35 times the mass of the Sun, and it started with about 40. We can therefore be pretty sure that any star more massive than that would've exploded by now, and also that any star that already has exploded would have started off more massive than that, too. But we also see a magnetar in the cluster. That means the star that formed it must have had a mass of at least 40 times the mass of the Sun or so! But wait! I said earlier the most massive star that can form a neutron star is about 20 times the mass of the Sun. Uh oh. That's trouble. And that's why this is awesome. All the evidence points to the fact that we're really not quite so sure how massive a star can be to form a neutron star. And that means we're also not so sure how massive a star has to be to form a black hole. When I give talks about this, I usually say a star more massive than about 20 times the mass of the Sun forms a black hole. What this star is telling us is that it's not quite so simple. I love it when that happens! The Universe is more complicated and more interesting than we first thought. That's always cool. So what's going on here then? There are lots of steps in this detective puzzle, and there could be several places we've gone awry. For one thing, maybe the stars in the cluster weren't all born at exactly the same time, throwing off our timescale. Maybe there is some property of the gas in the cluster from which the stars formed which throws off our clocks. Maybe the masses of the two components of the binary star are off. We think progenitor stars of magnetars have to be binaries themselves, and maybe something there affects the outcome. Maybe maybe maybe. But I read the journal research paper , and the scientists involved take into account a lot of potential problems, and still conclude the star that formed the magnetar was a whopper, far larger than we thought could do the trick. And while this is only a single example, and therefore difficult and dangerous to extrapolate from, it does provide an example of a star that should have formed a black hole, but didn't. Why not? Was it spinning more rapidly than usual (magnetars have extremely rapid rotations)? Was the magnetic field of the star critical (a magnetar's most important feature is an incredibly strong magnetic field, a quadrillion -- 1,000,000,000,000,000 -- times that of the Earth)? Or is there something else we've missed? This calls into question what we know about how black holes form, too. A star with a mass like that forming a neutron star instead of a black hole changes how we think about them. It may mean black holes are harder to form, and there may be fewer of them than we thought. This is how science works, folks. We make observations, draw conclusions, then test them. Sometimes our ideas hold up, and sometimes they don't. Sometimes the problems are easy to fix -- tweak the idea here or there, or add a new bit to it -- and sometimes not so much. But we draw on previous conclusions to make progress, and in this case a series of observations and analyses, each relying on older ideas, has led us to a conclusion that something we thought we understood is more complicated than we supposed. And this is how the Universe works, folks. It's amazing, astonishing, beautiful, and frightening. but it's rarely simple. Credits: ESO, NASA.


Black holes hide in our cosmic backyard

NGC 1448, a galaxy with an active galactic nucleus, is seen in this image combining data from the Carnegie-Irvine Galaxy Survey in the optical range and NuSTAR in the X-ray range. Credit: NASA/JPL-Caltech/Carnegie-Irvine Galaxy Survey

Monster black holes sometimes lurk behind gas and dust, hiding from the gaze of most telescopes. But they give themselves away when material they feed on emits high-energy X-rays that NASA’s NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) mission can detect. That’s how NuSTAR recently identified two gas-enshrouded supermassive black holes, located at the centers of nearby galaxies.

“These black holes are relatively close to the Milky Way, but they have remained hidden from us until now,” said Ady Annuar, a graduate student at Durham University in the United Kingdom, who presented the results at the American Astronomical Society meeting in Grapevine, Texas. “They’re like monsters hiding under your bed.”

Both of these black holes are the central engines of what astronomers call “active galactic nuclei,” a class of extremely bright objects that includes quasars and blazars. Depending on how these galactic nuclei are oriented and what sort of material surrounds them, they appear very different when examined with telescopes.

Active galactic nuclei are so bright because particles in the regions around the black hole get very hot and emit radiation across the full electromagnetic spectrum — from low-energy radio waves to high-energy X-rays. However, most active nuclei are believed to be surrounded by a doughnut-shaped region of thick gas and dust that obscures the central regions from certain lines of sight. Both of the active galactic nuclei that NuSTAR recently studied appear to be oriented such that astronomers view them edge-on. That means that instead of seeing the bright central regions, our telescopes primarily see the reflected X-rays from the doughnut-shaped obscuring material.

“Just as we can’t see the Sun on a cloudy day, we can’t directly see how bright these active galactic nuclei really are because of all of the gas and dust surrounding the central engine,” said Peter Boorman, a graduate student at the University of Southampton in the United Kingdom.

Boorman led the study of an active galaxy called IC 3639, which is 170 million light-years away. Researchers analyzed NuSTAR data from this object and compared them with previous observations from NASA’s Chandra X-Ray Observatory and the Japan-led Suzaku satellite. The findings from NuSTAR, which is more sensitive to higher energy X-rays than these observatories, confirm the nature of IC 3639 as an active galactic nucleus. NuSTAR also provided the first precise measurement of how much material is obscuring the central engine of IC 3639, allowing researchers to determine how luminous this hidden monster really is.

More surprising is the spiral galaxy that Annuar focused on: NGC 1448. The black hole in its center was only discovered in 2009, even though it is at the center of one of the nearest large galaxies to our Milky Way. By “near,” astronomers mean NGC 1448 is only 38 million light-years away (one light-year is about 6 trillion miles).

Annuar’s study discovered that this galaxy also has a thick column of gas hiding the central black hole, which could be part of a doughnut-shaped region. X-ray emission from NGC 1448, as seen by NuSTAR and Chandra, suggests for the first time that, as with IC 3639, there must be a thick layer of gas and dust hiding the active black hole in this galaxy from our line of sight.

Researchers also found that NGC 1448 has a large population of young (just 5 million year old) stars, suggesting that the galaxy produces new stars at the same time that its black hole feeds on gas and dust. Researchers used the European Southern Observatory New Technology Telescope to image NGC 1448 at optical wavelengths, and identified where exactly in the galaxy the black hole should be. A black hole’s location can be hard to pinpoint because the centers of galaxies are crowded with stars. Large optical and radio telescopes can help detect light from around black holes so that astronomers can find their location and piece together the story of their growth.

“It is exciting to use the power of NuSTAR to get important, unique information on these beasts, even in our cosmic backyard where they can be studied in detail,” said Daniel Stern, NuSTAR project scientist at NASA’s Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California.


Gaseous Galaxy Halos

Galactic halo gas traces inflowing star-formation fuel and feedback from a galaxy's disk and is therefore crucial to our understanding of galaxy evolution. In this review, we summarize the multiwavelength observational properties and origin models of Galactic and low-redshift spiral galaxy halo gas. Galactic halos contain multiphase gas flows that are dominated in mass by the ionized component and extend to large radii. The densest, coldest halo gas observed in neutral hydrogen (H i ) is generally closest to the disk (<20 kpc), and absorption line results indicate warm and warm-hot diffuse halo gas is present throughout a galaxy's halo. The hot halo gas detected is not a significant fraction of a galaxy's baryons. The disk-halo interface is where the multiphase flows are integrated into the star-forming disk, and there is evidence for both feedback and fueling at this interface from its temperature and kinematic gradients, and H i structures.

The origin and fate of halo gas are considered in the context of cosmological and idealized local simulations. Accretion along cosmic filaments occurs in both hot (>10 5.5 K) and cold modes in simulations, with the compressed material close to the disk being the coldest and densest, in agreement with observations. There is evidence in halo gas observations for radiative and mechanical feedback mechanisms, including escaping photons from the disk, supernova-driven winds, and a galactic fountain. Satellite accretion also leaves behind abundant halo gas. This satellite gas interacts with the existing halo medium, and much of this gas will become part of the diffuse halo before it reaches the disk. The accretion rate from cold and warm halo gas is generally below a galaxy disk's star-formation rate, but gas at the disk-halo interface and stellar feedback may be important additional fuel sources.