Atemberaubende NASA-Animation enthüllt das monströse Ausmaß schwarzer Löcher: ScienceAlert

Die NASA hat Ich habe eine neue Animation abgelegt Um Ihnen ein echtes Gefühl für die Ausmaße des Weltraums zu vermitteln, der von einem supermassiven Schwarzen Loch dominiert wird.

Das ist der Riese des Universums. Riesen in den Zentren von Galaxien; Gravitationskerne, um die Sterne in einem Orbitaltanz wirbeln, der in Äonen gemessen wird. Sie beginnen bei etwa der 100.000-fachen Sonnenmasse, am unteren Ende der Skala, und können höchstens mehrere zehn Milliarden Sonnenmassen erreichen.

Diese abstrakten Zahlen sind schön und gut, aber es ist schwer vorstellbar, wie groß diese Dinge tatsächlich sind. Und das ist eines der großen Mysterien des Universums: Obwohl wir einige Ideen haben, wissen wir nicht wirklich, wie sie dorthin gekommen sind.

Direkte Messungen, die mit Hilfe des Hubble-Weltraumteleskops durchgeführt wurden, bestätigen die Existenz von mehr als 100 supermassereichen Schwarzen Löchern. sagt der theoretische Astrophysiker Jeremy Schnittman Vom Goddard Space Flight Center der NASA. „Wie wird es so groß? Wenn Galaxien kollidieren, können ihre zentralen Schwarzen Löcher schließlich auch miteinander verschmelzen.“

Tatsächlich sind Schwarze Löcher selbst vielleicht gar nicht sehr groß. Schwarze Löcher sind die massereichsten Objekte im Universum, die wir kennen. Er ist so kompakt, dass wir ihn mathematisch nur als Singularität beschreiben können – einen eindimensionalen Punkt unendlicher Dichte. Ihre Dichte ist so intensiv, dass die Raumzeit durch die Schwerkraft zu einer effektiv geschlossenen Sphäre um sie herum verzerrt wird. Innerhalb dieser Sphäre hat sogar Licht nicht genug Geschwindigkeit, um zu entkommen.

Darauf beziehen wir uns, wenn wir über die Dimensionen eines Schwarzen Lochs sprechen, seine Grenze, die als Ereignishorizont bekannt ist. Je größer das Schwarze Loch ist, desto größer ist der Radius der durch den Ereignishorizont definierten Kugel, der sogenannte Schwarzschild-Radius. Wenn zum Beispiel die Sonne ein Schwarzes Loch wäre, dann ist sie es Es wird der Schwarzschild-Radius sein Nur 2,95 Kilometer (1,8 Meilen).

Soweit wir wissen, beginnen die kleinsten Schwarzen Löcher um sie herum fünffache Masse der SonneObjekte, die aus dem kollabierten Kern eines massereichen Sterns am Ende seines Lebens entstanden sind. Dies sind Schwarze Löcher mit stellarer Masse.

Schwarze Löcher mit stellarer Masse haben eine Obergrenze von etwa der 65-fachen Sonnenmasse, da die extrem massereichen Vorläufersterne, die diese größeren Objekte hervorbringen würden, ihr Leben beenden Binäre Instabilitäts-Supernova Was den Kern vollständig auslöscht und nichts zurücklässt, das in das Schwarze Loch einstürzen könnte.

Wir haben jedoch Schwarze Löcher mit einer Sternmasse von mehr als 65 Sonnenmassen gesehen. Sie können entstehen, wenn Schwarze Löcher kollidieren und verschmelzen, was zu einem Objekt mit kombinierter Masse führt. Aber wie wir von diesen Schwarzen Löchern zu supermassiven supermassiven Schwarzen Löchern gelangen, ist eine Menge leerer Raum. Im wahrsten Sinne des Wortes. Es gibt einen seltsamen Mangel an entdeckten Schwarzen Löchern im Massenbereich zwischen Schwarzen Löchern mit stellarer Masse und supermassereichen Schwarzen Löchern.

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Aber es gibt auch eine riesige Auswahl an supermassiven Schwarzen Löchern. Die neue Animation der NASA bietet einen atemberaubenden Blick auf dieses Zielfernrohr, beginnend mit einem Schwarzen Loch in einer Zwerggalaxie namens J1601+3113, die von einem Schwarzen Loch umgeben ist. 100.000 Sonnenmassen. Damit hätte er einen Schwarzschild-Radius von knapp der halben Größe der Sonne. Der Schatten des Schwarzen Lochs erstreckt sich in den Raum um den Ereignishorizont herum, was zu einer dunkleren Region führt, die ungefähr doppelt so groß ist, was bedeutet, dass dieser Schatten im Video ungefähr so ​​​​groß wie die Sonne zu sein scheint.

Wir sehen auch das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie, Sagittarius A*, etwa 4,3 Millionen Sonnenmassen. Es gibt auch M87*, das erste schwarze Loch, das jemals abgebildet wurde, das eine viel größere Masse hat 5,37 Milliarden Sonnen.

Es gibt auch zwei Schwarze Löcher, die im Zentrum derselben Galaxie hängen, NGC 7727. Einst waren NGC 7727 zwei Galaxien. Nun, da sie zusammengekommen sind, sind die beiden Schwarzen Löcher in den galaktischen Kernen – 154 Millionen bzw. 6,3 Millionen Sonnenmassen – in das Zentrum der neu verschmolzenen Galaxie gesunken, wo sie eines Tages ebenfalls verschmelzen werden.

Diese Schwarzen Löcher sind ein wichtiger Beweis, von dem Astronomen glauben, dass supermassereiche Schwarze Löcher unter anderem dadurch wachsen, dass ihre Verschmelzung Gravitationswellen erzeugen sollte. Die Häufigkeit dieser Zusammenschlüsse ist jedoch zu gering, als dass unsere aktuellen Tools sie erkennen könnten.

Eines der größten bekannten Schwarzen Löcher im Universum ist das als TON-618 bekannte Monster. Im Jahr 2004 haben Wissenschaftler seine Masse auf ein enormes Niveau gemessen 66 Milliarden Sonnenmassen. Es gibt eine obere theoretische Massengrenze für Schwarze Löcher 50 Milliarden Sonnenmassenaber das Universum ist sehr gut darin, sich theoretischen Vorhersagen zu widersetzen.

Bei dieser Masse hätte das Schwarze Loch einen Schwarzschild-Radius von über 1.300 astronomischen Einheiten. Zum Kontext: Pluto hat eine Umlaufbahn von etwa 40 astronomischen Einheiten von der Sonne. Dieses Ding wird das Sonnensystem hundertfach verschlingen.

Zum Glück ist es sehr weit. Sein Licht wird auf 10,8 Milliarden Jahre geschätzt, also wird es nicht in unserer Ecke des Weltraums lauern, um irgendwelche Dunks zu machen. Wir denken, wir sprechen für alle, wenn wir mit schallender Stimme sagen: Puh.