Kollision von schwarzen Löchern

@bo

Ist denn keine "Durchmischung" möglich ohne dass die Löcher in Kontakt kommen??


bei den beiden existieren die Löcher auch noch, sofern vorhanden..

Ja aber wer anständig sucht und so ^^, hab grad nen guten Beitrag gefunden, in dem steht dass sie erst miteinander "tanzen" und dann wohl zusammenrasseln.. also die Black Holes

@zeitlos

Die Verschmelzung ist wohl der Endzustand, interessant in dem Zusammenhang ist auch die Frage wie die supermassiven schwarzen Löcher entstanden sind.

Dazu gibt es, soweit es mir bekannt ist, 2 Thesen.

Die eine These stellt die Behauptung auf, daß diese massiven schwarzen Löcher dadurch entstanden sind, als in den Anfangszeiten der Galaxien, riesige Gasmengen direkt zu schwarzen Löchern zusammengefallen sind.

Die andere These sagt aus, daß sich zuerst riesige Sterne, mit teilweise mehr als 100 Sonnenmassen gebildet haben, aus denen sich nach Ende der Brenndauer direkt schwarze Löcher mit entsprechender Masse gebildet haben. Und diese schwarzen Löcher haben sich im Laufe der Zeit mit den umgebenden Löchern vereinigt.

Die Wissenschaftler sind in der Frage nach meinem Kenntnisstand noch zu keinem entgültigen Ergebnis gekommen.

@bo

Das hab ich mich auch schon gefragt, denn aus einem "Super-Stern" kann kaum solch ein gewaltiges Loch entstehen.

Die 1. These stößt mir insofern auf, weil sich mir die Frage stellt, warum riesige Gasmengen sich plötzlich so sehr verdichten sollten um ein schwarzes Loch zu bilden.. warum fallen riesige Gasmengen einfach in sich zusammen oder ist das einfach ein ähnlicher Effekt wie bei Überriesen die kollabieren?(wobei ich das unwahrscheinlich finde)

Meines Erachtens nach klingt die 2. These plausibler, wobei ich nun nicht weiss ob sich schwarze Löcher beim vereinigen tatsächlich vergrößern.

@zeitlos

Ich denke bei einer Vereinigung von schwarzen Löchern wird sich auch die Größe entsprechend ändern. Es kommt dabei ja zu einem Massenzuwachs und dadurch vergrößert sich dann auch der Ereignishorizont, wenn ich das richtig verstanden habe.

Seit einigen Jahrzehnten wissen Astronomen, dass fast jede große Galaxie in ihrem Zentrum ein gigantisches Schwarzes Loch enthält – ein Objekt also, dessen Schwerkraft so groß ist, dass aus ihm nicht einmal Licht entweichen kann. Der Tod von Sternen kann kleine Schwarze Löcher produzieren – mit Massen von 3 bis 100 Sonnen. Sie sind aber winzig im Vergleich zu den Giganten in Galaxienzentren, die Millionen bis Milliarden Sonnenmassen schwer sind.

Diese supermassereichen Schwarzen Löcher stellen uns Forscher vor große Rätsel: Warum treten sie in Galaxien so häufig auf? Was war zuerst – die Galaxie oder das Schwarze Loch? Und schließlich: Wie sind sie entstanden? Das Rätsel wird noch dadurch vergrößert, dass es offenbar bereits im jungen Kosmos supermassereiche Schwarze Löcher gab. Im Juni 2011 berichtete ein Astronomenteam über die Entdeckung des bislang ältesten solchen Objekts: Bereits vor 13 Milliarden Jahren, also gerade mal 770 Millionen Jahre nach dem Urknall, enthielt es bereits zwei Milliarden Sonnenmassen. Wie konnte es in so kurzer Zeit zu solcher Größe anwachsen? Eine derart schnelle Entstehung dieser Objekte ist verblüffend.

Denn Schwarze Löcher haben nicht nur eine Reputation als gewaltige "Staubsauger", sondern auch als "Laubbläser". Wenn nämlich Gas auf ein Schwarzes Loch zustürzt, dann akkumuliert es sich zunächst in einer großen rotierenden Scheibe, die um den Massegiganten kreist: in der so genannten Akkretionsscheibe. Dort heizt sich die Materie auf und sendet Strahlung aus, und zwar umso mehr, je mehr sie sich dem Punkt ohne Wiederkehr am inneren Rand der Scheibe nähert. Nachfolgende einfallende Materie wird durch diese Strahlung jedoch wieder fortgeblasen und begrenzt so das mögliche Wachstum durch Akkretion, also das Einverleiben von Gas und Staub aus der galaktischen Umgebung. Physiker haben berechnet, dass ein Schwarzes Loch, das sich andauernd Materie mit der maximalen Rate einverleibt, alle 50 Millionen Jahre seine Masse verdoppeln kann. Das aber ist viel zu langsam, um in knapp einer Milliarde Jahren aus einem ursprünglich stellaren Schwarzen Loch ein Milliarden- Sonnenmassen-Monster zu machen.

Astrophysiker haben deshalb zwei Wege vorgeschlagen, wie sich die "Saatkörner" der supermassereichen Schwarzen Löcher bilden können. Die ursprüngliche, bereits vor vielen Jahren entwickelte Idee geht davon aus, dass die ältesten großen Schwarzen Löcher tatsächlich die Überreste explodierter Sterne sind. Die ersten Sonnen im Kosmos hatten vermutlich im Vergleich zu heutigen Sternen extrem große Massen. Der Grund dafür ist, dass die Wolken aus dem kosmischen Urgas noch kaum schwerere Elemente enthielten, die das Gas stark abkühlen und so kleinere Verdichtungen hätten ermöglichen können.

http://www.spektrum.de/artikel/1139701

@bo

Intressant.

Möglich dass es eine "Kombination" aus beiden Thesen ist, dass sich Schwarze Löcher eben nicht nur vereinigt haben, sondern auch noch riesige Mengen an Gas eingetrieben haben, und somit das Wachstum noch schneller vorrangetrieben wurde.
Denn 2 Milliarden!! (heftig) Sonnenmassen 770 mio. Jahre nach dem Urknall is doch relativ viel in kurzer Zeit, wie man dem Artikel entnehmen konnte.

Hab hier auch noch etwas gefunden:

Eine alternative Hypothese entwickelten die Astronomen Fred Hoyle und Willy Fowler bereits 1963. Viele der ersten Sterne, so ihre Theorie, waren 100 000 bis zehn Millionen Sonnenmassen schwer (neueren Modellen zufolge könnten solche Sterne auch teilweise aus Dunkler Materie bestehen). Damit waren sie so massereich, dass der Druck der Strahlung, die aus ihrem Kern nach außen drang, zu schwach war, um die nach innen gerichtete Gravitationskraft zu stoppen. Sie kollabierten rasch unter ihrer eigenen Schwerkraft. Nur wenige von ihnen mussten verschmelzen, um ein supermassives schwarzes Loch zu erzeugen.

http://www.focus.de/wissen/weltraum/odenwalds_universum/tid-17821/astronomie-schwarze-loecher-entstanden-vor-galaxien_aid_496419.html

Hallo ihr beiden..
@bo
Dir besonderen Dank für die treffenden Infos...

@zeitlos
Ich würde sagen, Theorien um Sterne mit 100.000 Mio. oder mehr Sonnenmassen, sind kaum haltbar... Dunkle Sterne sind imo nur einigermassen plausibel, wenn wir gleich noch eine "ungesicherte" Theo dazu nehmen.... DM. Die Schweizer Computer-Modelle , bzgl. Gas und Staub ( bei solchen Massenansammlungen) wobei ohne Umweg SL entstehen, sind nachvollziehbarer.
Auch brauchen wir, wenn wir über Staub reden, also schwereres Material, wie öfters mal angesagt das der von Sternen produziert wird und die somit vorher existiert haben sollen, uns nur mal die Produkte eines Quasars anzuschauen... Wie auch immer.
Die Tage stell ich mal was dazu ein.
G Z.

Z. schrieb:Ich würde sagen, Theorien um Sterne mit 100.000 Mio. oder mehr Sonnenmassen, sind kaum haltbar

Nunja, warum sollte es theoretisch nicht möglich gewesen sein, im sehr jungen Stadium des Universums wo verhältnis mäßig viel Gas, dicht beieinander war, wäre es da nicht möglich solche Riesen zu formen? und wie da steht sind die schnell durch ihre eigene Gravitation kollabiert.

@zeitlos
Hallo.... erstmal hatte ich mich verlesen..dachte das Zitat spräche auch von 100.000 Mio Sonnenmassen, es waren aber eh nur max bis zu 10 Millionen S-Massen angesagt...
Aber selbst hier würde ich meine obige Aussage... sind kaum haltbar... weiterhin verfechten.

Das kommt nicht nur daher, das ich seit vielen Jahren die Theorie stütze, das SL noch vor irgendwelchen Sternen und Galaxien entstanden, was für mich aus reiflicher jahrelanger Denkarbeit resultierte. Das Schweizer Gravitationsmodell, kollapsartig zusammenfallender Gas Staub Ansammlungen, kam mir daher ziemlich recht, auch wenn recht spät. Dh. ich bin grundsätzlich gegen das hierarschische Standardmodell, bzgl. der Entwicklung des Universums (was verschieden Gründe hat die ich auf Anfrage gerne bespreche). Das ganze Thema Sternentstehung ist also ein hoch komplexer Bereich, der überhaupt erst in den letzten Jahren dank Supercomputer wirklich zugänglich wurde. Dies bzgl. muss man auch erwähnen das Hoyle und Fowler zwar 63 solche massereichen "Sterne" postuliert haben, aber überhaupt keine Ahnung hatten wie die zustande kommen sollen!! Dennoch, allgemein sind noch sehr viele Fragen zur Sternentstehung offen und es gibt immer wieder Überraschungen.
http://www.mpa-garching.mpg.de/mpa/research/current_research/hl2012-1/hl2012-1-de-print.html

Aber um der Sache nur mal grob näher zu kommen, sollten wir zunächst auch mal die richtige Bezeichnung wählen, es geht hier nicht um Sterne, wie wir sie seit Milliarden von Jahren vor unserer Nase haben (wobei hier das Max zwischen 150 bis 300 Sonnenmassen liegen sollte), sondern wenn dann, um erste Protosterne, die anfänglich eher Scheibenförmig sind, bis sie ihre Endform erreichen.. http://www.zum.de/Faecher/A/Sa/STERNE/proto1.htm

Bzgl. des Mainstream zur Protosternbildung aus Gas und Staub Ansammlungen ist zu sagen, das wir hier im Schnitt zwar von sehr massenreichen Gas und Staub-Wolken, mit Ausdehnung von ein paar hundert LJ ausgehen können, die dann Gravitationsbedingt zu einzelnen scheibenartige Gebilden* komprimieren, es ergeben sich aber sowohl aus Beobachtungs- als auch aus Rotations- und Thermo-dynamischen Gründen, Massengrenzen für daraus abgegrenzt voneinander entstehende Protosternscheiben. Die theoretisch resultierende Masse eines daraus jeweilig entstehenden Protosterns beträgt nur 1-10% der Masse der Protosternwolke. Die bisher grösste beobachtete Zirkumstellare-Scheibe*, hat zb. einen Durchmesser 20 AE und eine Masse von ca. 110-150 Sonnenmassen.

Es gibt auch neuere Computersimulationen, die Anfangs nur von einem Bruchteil einer Sonnenmasse des entstehenden Protosternes ausgehen. Dieser wächst dann zwar mit der Zeit, aber auch nur auf ein paar hundert Sonnenmassen. ( Was inkl. unserer Beobachtung imo ein realistisches Bild bzgl. möglicher Sternenmassen entstehenden lässt)
http://arxiv.org/abs/0807.4928

Wenden wir uns nun mal der DM und folgend den Dark-Stars zu, die wesentlich grösser werden sollen. Dies kann ua. nur deswegen passieren weil wir hier nun zusätzlich von DM ausgehen (die wie bereits gesagt nie beobachtet wurde und noch ein rein theoretisches Gebilde ist). Da diese DM die Thermodynamik eines werdenden Sternes verändern kann, also der P-Stern bei der Bildung nicht mehr so heiss wird und den ihn umgebenden Gas-Staub nicht so effektiv wegbläst, sollte es möglich sein, das der (Dunkle s. unten) Protostern, gegenüber den oben erwähnten üblichen Theorien, mehr Masse anreichern kann. Die DM würde also das übliche Modell, somit zunächst um einige Grössenordnungen erweitern. Aber auch hier sind Grenzen von etwa 1000 Sonnemassen gesetzt, die von 100.000 bis einer Million SM, ziemlich weit entfernt sind...

Diese immer noch relativ hohe Temperatur sagt uns, dass die Jeansmasse der damaligen Wolken deutlich größer gewesen sein muss als es bei den heutigen GMC's (giant molecular clouds*) der Fall ist. Und zwar um einen Faktor von bis zu 1000! Weil die Jeansmasse in einer GMC bei etwa einer Sonnenmasse liegt, musste ein Gasklumpen damals also rund 1000 Sonnenmassen aufweisen, um zu einem Stern zu kontrahieren. Dementsprechend waren die ersten Sterne der Population III Giganten von mindestens Hundert, ja möglicherweise bis zu 1000 Sonnenmassen. Ihre Entwicklung verlief rasend schnell und sie endeten schon nach 3 bis 4 Millionen Jahren in (Paarinstabilitäts-) Supernovaexplosionen. Das ist der Grund, weshalb heute kein Pop-III- Stern mehr existiert!

http://abenteuer-universum.de/sterne/firststars.html#dark

So ein richtiger Dark-Star soll aber noch viel grösser werden können, hier mal 2 arxiv-papers:
http://arxiv.org/pdf/0903.3070v1.pdf
Überprüfbar wäre das mit dem James Webb Telescope!?:
http://arxiv.org/pdf/1002.2233v1.pdf

Wie wir lesen können soll so ein Dunkler-Protostern also tatsächlich Mio. an Sonnenmasse gross werden können. Meiner Meinung nach wird aber die Gravitation, bei solchen Massenansammlungen, die Bildung eines dieser hypothetischen D-Sterne verhindern (selbst wenn wir die Massengrenze, dank DM, für Protosterne erhöhen müssten*). Dies geht meiner Meinung nach, auch aus den oben genanten Schweizer Simulationen, von Prof. Mayer schlüssig hervor..... Zudem hätten wir so einen tieferen Zusammenhang was die Entstehung von Galaxien mit Schwarzen Löchern zu tun haben geschaffen. Zumindest für extreme HMSL.

((((Mayer schaffte es übrigens auch die Entstehung von Galaxien an sich, umfangreich zu simulieren.. und dies auf inkl. der DM, die hierbei ihr imo wahres, gravitives Gesicht zeigt.

Unser Resultat beweist, dass sich auf Basis der Grundprinzipien des kalte-Dunkle-Materie-Paradigmas und der physikalischen Gesetze von Gravitation, Fluiddynamik und Strahlenphysik eine wirklichkeitsgetreue Spiralgalaxie bilden lässt“, erläutert Mayer die Simulation.

http://www.g-o.de/wissen-aktuell-13826-2011-08-26.html ))))

Interview with Lucio Mayer on world's first realistic simulation of the formation of Milky Way

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Während ich den "Umweg", die Entstehung Hypermassive SL über P-Sterne mit grossen Massen (auch die Dunklen-Sterne mit Millionen von SM) zu erklären, für einen Fehlgedanken halte, ua. weil dieser wieder auf die imo veraltete Vorstellung eines hierarschischen Entwicklungsmodelles basiert. Hier nochmal ein paar Infos/Links zu Mayers Simulationen mit der Zbox3. Dabei ist zu bedenken , das man bei allen populären Artikeln zum Thema, auch den dort häufig genutzten Begriff "Galaxie" nochmal einschränken muss. Die anfänglichen des Universums bestehenden, voneinander wie Inseln getrennte "Galaxieprotowolken", haben nicht viel mit den heutigen Galaxien zu tun. Wenn also in diesen Artikeln von "Galaxien" die zusammenstossen und mergen, gesprochen wird, heisst das nicht das diese bereits fertige Sterne enthalten müssen. Korrekt handelt es sich insofern, also um "Protogalaxien", die wenn überhaupt nur sehr sehr wenig Sterne enthielten. Diese haben nach gängiger Vorstellung wie erwähnt, wenn dann nur max 1000 Sonnenmassen, was uns wieder beim alten Problem ankommen lässt.

Die Studie stellt bisherige Annahmen über die Entstehung von riesigen Sternsystemen und Schwarzen Löchern auf den Kopf. Bisher ging die Wissenschaft nämlich davon aus, dass die Galaxien schrittweise und langsam aus kleineren Teilen der Materie entstanden.(hierarschisch) Laut Mayer und seinen Kollegen gilt dies aber nur für kleine Galaxien, also zum Beispiel unsere Milchstrasse mit ihrem vergleichsweise kleinen Schwarzen Loch in der Mitte. Riesige Galaxien und superschwere Schwarze Löcher dagegen können schnell entstehen.

In klammer von mir.

http://science.orf.at/stories/1658793/ (Archiv-Version vom 05.12.2012)

SL aus Gas und Staub im ORG hier:
http://www.mediadesk.uzh.ch/articles/2010/wie-supermassive-schwarze-loecher-entstanden.html

Nette Simualtion von Mayer zu Sternentstehung im allg. ;-)
http://www.itp.uzh.ch/astrosim/code/lib/exe/fetch.php?media=movies:175anniversary_gsubtitle.divx
Paper zu MBH (Massive SL) Entstehung:
http://www.zora.uzh.ch/48271/3/1002.1712v3.pdf
Weitere interessante, Mayer basierte, Veröffentlichungen/Simulationen, findet man hier:
http://www.mediadesk.uzh.ch/search.html?q=lucio+mayer+simulationen&sitesearch=*.uzh.ch
..um nun nicht den Rahmen zu sprengen...

Bis dann Z.