Galaxienentstehung

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3 Antworten

Hallo TeddyWestside82! :)

Das derzeitige Modell, dass die Entstehung der Galaxien und deren supermassereichen Schwarzen Löchern im Zentrum beschreibt, geht davon aus, dass eine ominöse Substanz namens "Dunkle Materie" eine ganz entscheidende Rolle gespielt haben muss.

Etwa 380 000 Jahre nach dem sehr heißen Urknall, kam es zur sogenannten Rekombination. Das bedeutet, dass sich zu dieser Zeit das erste mal, Elektronen an Atomkerne binden konnten, und ein bislang undurchlässiges Strahlungs-Materiefeld seine Form so entscheident veränderte, dass das Universum in gewisser Weise durchsichtig wurde.

Nach Abschluss der Rekombination, gelang es der baryonischen sichtbaren Materie (die mit Strahlung immer in Wechselwirkung tritt) fortan zu verklumpen, da sich Strahlung und Materie nach der Rekombination entkoppelten. Die von mir oben angesprochene Dunkle Materie, war diesem Szenario nicht unterworfen. Es handelt sich hierbei nämlich um nichtbaryonische Materie und die hat mit Strahlung nichts am Hut.

Während die Strahlung bei der sichtbaren Materie, mit der übrigens alle Phänomene am Himmel gemeint sind, die optisch erfasst werden können, Dichteunterschiede sofort ausgeglichen hat, konnte die Dunkle Materie schon viel eher zusammenklumpen, da sie nicht an die Strahlung gebunden war. Es bildeten sich Schwerkraftpotenziale aus, das heißt Mulden in der Raumzeit, die durch eine schwere Masse (Dunkle Materie) verursacht wurden.

Die bald darauf Folgende Entstehung von Sternen und anderen massereichen Himmelskörpern, war nun ein weiterer Schritt für die Bildung von Galaxien. Die in Gaswolken entstandenen Sterne, fielen zusammen mit anderem Gas in die Schwerkraft-Mulden die die Dunkle Materie geformt hatte hinein! Es entwickelten sich Spiralarme, wobei deren Entstehung noch nicht hinreichend erklärt werden kann, und irgendwann eine ganze Galaxie.

Warum geht man davon aus, dass diese Theorie die Realität am ehesten wiederspiegelt?

Weil man heute in den Halos vieler Galaxien, bereits Dunkle Materie nachweisen konnte. Woraus sich Dunkle Materie zusammensetzt, ist weiterhin ein ungelöstes Rätsel, fest steht aber, dass sie eine wahnsinnig entscheidene Rolle in unserem Universum einnimmt.

Kurze Zusammenfassung: Die Entstehung von Galaxien konnte erst erfolgen, als eine unerklärliche mystische Substanz namens Dunkler Materie, entsprechende Schwerkraft-Töpfe geformt hatte, in die die normale sichtbare Materie hineinfallen konnte. Eine Galaxie war zunächst also nichts anderes, als ein Klumpen heißen Gases. Erst die Rotationsgeschwindigkeit sorgte für eine zunehmende Abplattung und führte Galaxien zu der Form die wir heute am Nachthimmel beobachten können.

Ein sehr auffälliges Merkmal an vielen Galaxien ist, dass die Helligkeit zu ihrem Zentrum hin exponentiell zunimmt. Erklärbar ist das nur dadurch, dass sich nahe des Zentrums viele Sterne auf engem Raum versammeln. Guck dir bei Gelegenheit doch mal Bilder von Galaxien an, da ist das durchaus sehr eindrucksvoll zu erkennen. Aber was treibt so riesige Gasbälle zu einer solch unnötigen Platznot wie sie im Zentrum von Galaxien vorzufinden ist?

Um dieser Frage auf den Grund zu gehen, hat man versucht etwas über das Zentrum unserer Galaxie zu erfahren. Mit speziellen Detektoren und Teleskopen schaffte man es, bis zum Mittelpunkt unserer Galaxie vorzudringen. Lediglich Staubbänder und Gaswolken machten einen spontanen Durchblick erheblich schwerer als erwartet.

Was man fand, war eine Reihe von vielleicht 40 Sternen, deren Geschwindigkeiten absolut unerklärbar waren. Eine wahnsinnig hohe Radialgeschwindigkeit, mit einer sehr starken Rotverschiebung prägten das Bild dieser rätselhaften Einzelsterne. Es kommt um herauszufinden, was sich im Zentrum unserer Galaxie befindet, lediglich ein Objekt in Frage: Ein Schwarzes Loch! Und wenn es gleich 40 Sterne auf einmal zerreissen kann, scheint es nicht besonders klein zu sein, sondern besitzt mehr als die Millionenfache Masse unserer Sonne! Eine derartige Untersuchung bei anderen Galaxien auszuführen, erscheint aufgrund der riesigen Distanzen eher unmöglich.

Es stellt sich die Vermutung:

Kann es denn sein dass der Vorläufer unserer Milchstraße ein Riesengroßer Stern war der dann ein suppermassives schwarzes Loch hinterließ?

Eine einfache Rechung mithilfe der Formel zur Berechnung des Schwarzschild-Radius eines Schwarzen Loches sagt: Ein Stern dessen Überrest, ein Schwarzes Loch mit mehreren Millionen Sonnenmassen werden soll, benötigt die Milliardenfache Masse unserer Sonne! Das es solche Sterne gibt ist unmöglich!

Ein Stern mit mehreren Milliardenfachen Massen unserer Sonne, würde erstens nie entstehen, und zweitens würde er falls er es doch tun sollte, sofort unter seinem Gewicht zusammenfallen und dann ein Schwarzes Loch bilden.

Wie die supermassereichen Schwarzen Löcher nun entstehen, ist weiterhin nicht geklärt, es liegt aber die Vermutung nahe, dass sie aus der Verschmelzung mehrerer kleiner Schwarzen Löcher hervorgehen

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Kommentar von pflanzengott
05.09.2013, 19:16

Danke für den Stern! :)

LG Pflanzengott.

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Hallo TeddyWestside,

das ist teilweise richtig. Nach dem gängigen Modell nimmt man an, dass kurz nachdem das Universum durchsichtig wurde sehr massereiche Sterne stanstanden, die dann ihrerseits aufgrund eben dieser Masse sehr rasch wieder vergingen und dabei schwarze Löcher als Überreste hinterließen. Galaxien im herkömmlichen Sinne gab es damals noch nicht, viel mehr war es so, dass praktisch das ganze Universum noch von Gaswolken durchsetzt war, in denen sich dann eben diese massereichen Sterne bildeten.

Gewissermaßen ist es also richtig zu sagen, dass das schwarze Loch der Milchstraße aus schwarzen Löchern hervorgegangen ist. Allerdings wäre es falsch zu denken, das schwarze Loch der Milchstraße wäre der ehemalige Kern eines einzigen explodierten Sterns und die Gaswolken der Milchstraße wären die Überreste der Hülle. Vielmehr ist es so, dass das schwarze Loch aus der Verschmelzung einer ganzen Anzahl kleinerer schwarzer Löcher entstand und die Gaswolken der Milchstraße schon seit dem Urknall gemütlich vor sich hin dümpeln und darauf warten, irgendwann mal zu Sternen zu werden.

Übrigens müssen die einzelnen Sterne/schwarze Löcher aus denen das zentrale schwarze Loch der Milchstraße entstand nicht zwangsläufig ebenfalls dort entstanden sein. Massen ziehen Massen an, und dies hat in der Frühzeit des Universums zu einerm bemerkenswerten Umstand geführt. Noch bevor die ersten Sterne etstanden, hat nämlich die dunkle Materie, die scheinbar nur über die Gravitation wechselwirkt, die leuchtende Materie angezogen und so dafür gesorgt dass sich lokale Dichteanomalien bilden konnten, sprich Regionen mit mehr Gas als anderswo. Erst so konnten sich überhaupt Sterne bilden.

Und da Sterne in Bezug auf das Gas ihrerseits ja nichts anderes sind als Dichteanomalien, sammelte sich das Gas um die Sterne, je größer die Sterngruppe war, umso mehr Gas sammelte sich. Allerdings natürlich in einem gewissen Abstand, da ja der Sternwind dafür sorgt, dass das gas nicht auf die Sterne drauffällt. Nachdem jene Sterne dann explodierten, waren die freigesetzten schweren Elemente ihrerseits wieder Dichteanomalien im Gas, und die entstandenen schwarzen Löcher waren Dichteanomalien in Bezug auf die Sterne, und so kam es überhaupt erst dazu, dass Galaxien entstanden.

Die waren allerdings winzig, kaum größer als heutige Kugelsternhaufen und irregulär, also unregelmäßig geformt. Am Anfang gabs auch noch regelmäßig galaktischen Kannibalismus, sprich unsere Milchstraße hat regel mäßig kleine Galaxien verschlungen. Das weiß man daher, dass die Milchstraße als einzige in der unmittelbaren Umgebung übrig geblieben ist. Alle anderen Galaxien die hier mal gewesen sein müssen sind entweder weg oder befinden sich in einem Prozess der Auflösung. Die nächste große Galaxie, die Andromedagalaxie ist immerhin ca. 2,5 Mio. Lichtjahre weit weg.

Und was hat das alles mit schwarzen Löchern zu tun? Nun, ich hatte ja zuvor gesagt, dass die schwarzen Löcher nicht zwangsläufig im Zentrum einer großen Galaxie, bzw. der Milchstraße entstehen müssen. Tatsächlich wachsen sie vor allem bei besagtem Kannibalismus aus den kleineren Löchern, die ihrerseits das Zentrum ihrer lokalen Dichteanomalie - also der verschlungenen Galaxie- waren. Das weiß man, weil man auch Galaxien mit doppeltem Kern entdeckt hat. Beispielsweise ist sogar die Andromedagalaxie eine Galaxie mit 2 Kernen.

Ich hoffe, das war aufschlussreich. LG

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wenn sein restlicher Wasserstoff aus der Supernova die ganzen anderen Sterne bildet, hätte der Riesenstern doch noch genügend gehabt um weiterleuchten zu können

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Kommentar von TeddyWestside82
03.09.2013, 17:49

soweit ich weiß verbraucht ein Stern aber nur 10 % seines Wasserstoffs und gibt demzufolge 90% nach seinem "Tod" wieder frei

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