Wieso nimmt man an, dass keine schwarzen Löcher mit über 50 Sonnenmassen existieren?
Ich habe schon sehr oft gelesen, dass es in einem bestimmten mittleren Bereich keine schwarzen Löcher geben soll, doch wie sind dann die supermassereichen schwarzen Löcher entstanden wenn nicht erst durch kleinere und kann ein schwarzes Loch nicht diese mittleren Bereiche einfach erreichen, indem es zum Beispiel mit einem Neutronenstern oder einem anderen schwarzen Loch verschmilzt?
6 Antworten
Hallo kreide64
Man hat bisher keine SL mit 3 bis 5 Sonnenmassen gefunden, was womöglich daran liegt, daß bei einem Sternkollaps nur SL ab 5 S-Massen entstehen.
Kleinere gibt es aber mit Sicherheit trotzdem, denn überschwere Neutronensterne kollabieren ab 2,5 bis 3 S-Massen zu einem SL. Das kann durch Akkretion oder durch Verschmelzung geschehen.
Daß man diese Objekte bisher nicht gefunden hat liegt vermutlich dadran, daß SL relativ unscheinbare Objekte sind - sofern sie nicht akkretieren und sich nicht in einem Mehrfachsternsystem befinden.
SL mit über 50 S-Massen wurden aber gefunden. Zum Beispiel ein SL, das durch die Kollision zweier SL entstand und eine fusionierte Masse von 62 S-Massen hat (eine der ersten durch Gravitationswellen nachgewiesenen SL-Kollisionen).
SL mit 100 und mehr S-Massen wurden in den Zentren einiger Kugel-sternhaufen entdeckt und mindestens ein mittelschweres (wahrscheinlich 2 od. mehr) umkreisen Sagittarius A* auf recht weiten Bahnen.
Das Problem der Astrophysik ist die Entstehung der supermassiven SL.
Sagittarius A* ist mit 4 Mio. S-Massen noch ein Leichtgewicht und könnte sich durch Akkretion und Verschmelzung mit anderen SL entwickelt haben (hatte immerhin mehr als 13 Mrd. Jahre Zeit).
Das gilt aber nicht für die richtig schweren Monster, wie z.B. TON-618 mit 66 Mrd. S-Massen, bei einem Alter von max. 3 Mrd. Jahren.
Das Problem dabei ist, daß stellare SL nur einen sehr kleinen Ereignis-horizont (Ehz) haben. Das bedeutet, daß sie keine beliebige Massen in kurzer Zeit akkretieren können (Eddington-Grenze).
Sie können sich aber auch nicht durch Verschmelzung mit anderen SL in kurzer Zeit so enorm vergrößert haben, denn diese anderen gab es zu Anfang nur in geringer Zahl.
Man stand also vor dem Problem, daß supermassive SL mit mehr als 1 Mrd. S-Massen (Quasare) zwar beobachtet wurden, daß man sich ihre Entstehung aber nicht erklären konnte.
Inzwischen gibt es dazu 2 Modelle:
Bei einem geht man davon aus, daß riesige, kalte Gaswolken kollabierten, ohne daß die Wasserstoff-Fusion in ihrem Kern zünden konnte, daß also direkt mindestens kleine supermassive SL entstanden sind.
Das andere Modell geht von supermassereichen Sternen in der ersten Sterngeneration (Pop III) von bis zu 100.000 S-Massen aus, die sehr schnell ausbrannten und bei deren Kollaps ebenfalls kleine, supermassereiche SL entstanden (dieses Modell wird inzw. favourisiert).
Supermassereiche SL haben einen deutlich größeren Ehz und können entsprechend viel akkretieren, daß bereits nach 3 Mrd. Jahren Monster-SL wie TON-618 entstehen konnten (das beobachtete SSL in M87 zählt auch zu dieser Klasse).
Keines der Modelle ist bisher gesichert, aber sie bieten eine Erklärung für die Entstehung supermassiver SL.
Schönen Gruß
Was meinst du mit "Sowohl-als-auch"?
Die Entstehung eines SSL als Stellares SL?
Wie gesagt - ein SSL wie Sagittarius A* kann seine 4 Mio. Sonnenmassen in 13 Mrd. Jahren akkretiert haben.
Das SSL in M87 ist aber, bei etwa gleicher Zeit, 1500-fach schwerer und TON-618 hat in nur 1/4 dieser Zeit sogar die 15.000-fache Masse angesammelt und das geht nicht durch Akkretion, wenn es als Stellares SL "geboren" wurde.
Die Verschmelzung von SL ist zwar eine Möglichkeit, aber wenn es kurz nach den ersten Sternen nur Stellare SL gegeben hätte, dann würde die gegenseitige Fusion nicht mehr bringen als die Akkretion einer Sonne, zumal es davon zu der Zeit nicht sehr viele gab.
Für SSL bedeuten Verschmelzungsprozesse nur dann einen relevanten Massenzuwachs, wenn das andere Objekt mindestens ein kleineres SSL ist.
SSL scheinen sich fast ausschließlich in den Zentren großer Galaxien zu tummeln, aber (langfristig) immer nur eines. Bei Galaxienkollisionen scheinen sich die SSL immer zu finden und zu verschmelzen - M87 ist eine riesige, elliptische Galaxie, die viele, auch große Galaxien "gefressen" haben muß, aber es gibt dort nur ein SSL (6 1/2 Mrd. S-Massen).
Beispiel: bei einem Stellaren SL von 5 S-Massen hat der Ereignishorizont einen Radius von 15 km - bei einem von 100 Mio. S-Massen beträgt er 300 Mio km (das 20 Mio-fache). Während ein Stellares SL etliche Jahre benötigt, um eine Sonne zu akkretieren, "verputzt" ein SSL mühelos 10 oder mehr pro Jahr.
Immer vorausgesetzt, daß genügend "Nachschub" vorhanden ist, was nur in Großen Galaxien der Fall ist.
Wenn der "Nachschub" aber ausbleibt, dann "erlischt" der Quasar und es bleibt ein SSL auf "Hungerkur" (siehe: Sagittarius A*).
Anders rum. Wie erklären sich die supermassereichen schwarzen Löcher? Soviele Sterne können die in den paar Milliarden Jahren gar nicht geschluckt haben.
Sie waren vermutlich schon bei ihrer Geburt supermassiv.
Siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Supermassereicher_Stern
es gibt auch viel schwerere...
bloß die im Mittelfeld fehlen...warum?? vielleicht hat man auch bloß noch keine gefunden.
Wie kommst Du denn da drauf?
Niemand nimmt so etwas an.
Es gibt Schwarze Löcher mit mehreren Milliarden Sonnenmassen.
Ich hab die Frage vielleicht bisschen falsch und missverständlich ausgedrückt, um nicht gleich in der Headline einen Riesentext zu schreiben, in der ausführlichen Fragestellung versuche ich das ja nochmal klarer zu formulieren. Dass es supermassereiche schwarze Löcher gibt weiß ich ja, nur die mittleren fehlen, das hätte ich wahrscheinlich besser formulieren sollen.
weil die ein loch in ihrem horizont haben
Ist die Sowohl-als-auch-Möglichkeit denn ausgeschlossen oder auch nur sehr unwahrscheinlich?