Hallo zusammen,
aus aktuellem Anlass, siehe
http://www.astronews.com/news/artikel/2 ... -011.shtml
http://www.wissenschaft.de/wissenschaft ... 75949.html
möchte ich versuchen, etwas mehr Klarheit in die Thematik zu bringen. Denn leider ist es in den Pressemitteilungen nicht ganz klar geworden, worum es eigentlich geht.
Ganz kurz das Wesentliche:
Mit dem Röntgenteleskop Chandra und dem Infrarotteleskop Spitzer wurde ein Himmelsareal beobachtet, in dem ca. 1000 aktive Galaxien (AGN) gefunden wurden. Ihre Aktivität wird durch superschwere Schwarze Löcher ausgelöst, weil sie Materie aufsammeln und dabei sehr helle Strahlung in allen Wellenlängenbereichen erzeugen.
A) Beobachtungsmethode
Die Studie ist eine Tiefenfeldbeobachtung (deep field), d.h. man nimmt sich einen kleinen Teil des Himmels und belichtet sehr lange. In der Praxis müssen die Astronomen viele hundert Einzelbeobachtungen (in der Fachsprache heißen sie pointings) durchführen und summieren dann zu einem Gesamtbild.
Moderne Beobachtungskampagnen (Surveys) machen das mit vielen verschiedenen Teleskopen (Radio, Infrarot, optisch, UV, Röntgen, Gamma) für das gleiche Himmelsareal. Das ist sinnvoll, weil man so zu denselben Himmelsobjekten (Quellen) Informationen aus allen Spektralbereichen bekommt und so am besten die Natur der Quelle enträtseln kann.
B) Analysemethode
Die Beobachtungsdaten werden dann mit der für den Wellenlängenbereich üblichen Software ausgewertet. Vordergrundsterne, Hintergrundquellen etc. müssen berücksichtigt werden. Schließlich werden die Spektren angepasst (gefittet), um zu verstehen, was der physikalische Mechanismus ist, der die Strahlung erzeugt. Es gibt einige hundert Fitmodelle. Nach dem Fit liegen dem Astronomen Parameter vor, z.B. die Temperatur des leuchtenden Gases, seine Dichte, Leuchtkraft, Ionisationszustand, räumliche Ausdehnung, Entfernung bzw. kosmologische Rotverschiebung uvm.
C) Resultate
Im vorliegenden Fall wurde erkannt, dass das die punktförmigen Quellen im beobachteten Feld fast auschließlich aktive Galaxien sind. Eine hauptsächliche Frage bei allen AGN-Studien ist, wie sie zum Beobachter orientiert sind.
Wie bei der Milchstraße gibt es nämlich auch in den Wirtsgalaxien des aktiven Galaxienkerns eine Materiescheibe. In einem gängigen AGN-Modell gibt es im innersten Bereich der Galaxien (unterhalb von Parsec) eine schlauchartige Materieansammlung: der Staubtorus. Dieses Schlüsselwort kam leider nur in der ursprünglichen Pressemeldung auf der Chandra-Website vor:
http://chandra.harvard.edu/photo/2007/bootes/
Astronomen können die Orientierung des Staubtorus aus der gemessenen Strahlung folgern. Im Bereich der Röntgenstrahlung fehlt der weiche Teil, falls der Galaxienkern vom Torus verdeckt wird. Die Astronomen nennen das AGN Typ-2. Falls freie Sicht ins Zentrum möglich ist, beobachten die Röntgenastronomen die weiche Röntgenstrahlung und sprechen von AGN Typ-1. [Eine ähnliche Klassifizierung ist im Optischen mit breiten und engen Spektrallinien möglich, weil stark Dopplerverbreiterte Linien bei Typ-2 nicht beobachtbar sind.]
Die Umschreibung 'nackt' ist sehr irreführend. Es geht nicht um 'nackte' oder 'angezogene' Schwarze Löcher, sondern es geht um die Orientierung des Staubtorus. Es geht als eigentlich gar nicht so sehr um Schwarze Löcher, sondern um deren (relativ weit entfernte) Umgebung. 'Nackt' sind die Löcher so oder so nicht, weil die Umgebung (der Torus) mehr oder weniger immer vorhanden ist - nur die Orientierung variiert gemäß des einfachen geometrischen Modells.
Eine ganz neue Erkenntnis bei diesen Forschungen ist, dass die Klassifikation AGN Typ-1 gegenüber Typ-2 nicht nur reine Geometrie - das gerade vorgestellte Orientierungsspiel - sei, sondern dass der Anteil der AGN Typ-2 abnimmt, wenn die Röntgenleuchtkraft des AGN zunimmt. Das ist nicht geometrisch zu erklären.
Vielmehr legt das nahe, dass die ein leuchtkräftiger AGN (wie ein Quasar) seine Umgebung durch den enormen Strahlungsdruck leerfegt und somit der Staubtorus abgebaut wird - daher gibt es weniger Typ-2 bei hoher Röntgenleuchtkraft. Es gibt also auch Entwicklungseffekte bei AGN. Daher sind Studien sinnvoll, in denen man AGN in Rotverschiebungsintervallen (z slices) zusammenfasst und die Parameter in ihrer Abhängigkeit von der Rotverschiebung untersucht. Das rechtfertigt letztlich die aufwändigen Beobachtungen; die Astronomen wollen VIELE Galaxien auswerten, um eine zuverlässige Statistik zu haben. Daher sind VIELE dieser Tiefenfeldbeobachtungen und internationale Anstrengungen notwendig.
Die Astronomen wollen das Staubtorus-Modell mit weiteren Beobachtungen dieser Art etablieren oder modifizieren. Denkbar ist beispielsweise auch, dass es gar keinen Torus gibt, sondern eine Ansammlung von Staubwolken oder eine Scheibe, von der ein Wind ausgeht. Genau das soll getestet werden.
Ein Verständnis der AGN ist auch für unsere unmittelbare Umgebung wichtig, damit wir wissen, ob z.B. die Milchstraße einmal ein AGN war. Wie uns die Lochmasse im Galaktischen Zentrum verrät (~ 3 Mio. Sonnenmassen), hat es bei ihr nicht zu einem Quasar gereicht, sondern maximal zu einer Seyfertgalaxie.
Eine vergleichbare Studie heißt COSMOS, an viele internationale Astronomen mitarbeiten
http://cosmos.astro.caltech.edu/
und auch die Röntgengruppe des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik aus Deutschland beteiligt ist
http://www.mpe.mpg.de/XMMCosmos/
Gruß,
Ray
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Schwarze Löcher in Tiefenfeldbeobachtungen
Schwarze Löcher in Tiefenfeldbeobachtungen
Wir haben verlernt uns zu wundern.
Auch von meiner Seite besten Dank, lieber Ray!
Ich würde mir wünschen, dass die Meldungen auf astronews oder wissenschaft.de auch einmal so aussagekräftig wären.
Allerdings muss man den Redakteuren sicher auch zugute halten, dass sie längst nicht so tief in der Materie stecken wie ein echter "Insider" - der ist natürlich klar im Vorteil.
Das ist eben der Vorzug unseres Forums: Wer Meldungen in den Newsdiensten liest und mehr erfahren will, der muss nur hierher kommen!
Das Wort "nackt" in diesem Zusammenhang halte ich auch für höchst irreführend. Wie schnell könnte hier eine Verwechslung mit den nackten Singularitäten entstehen!
Schönen Gruß
gravi
Ich würde mir wünschen, dass die Meldungen auf astronews oder wissenschaft.de auch einmal so aussagekräftig wären.
Allerdings muss man den Redakteuren sicher auch zugute halten, dass sie längst nicht so tief in der Materie stecken wie ein echter "Insider" - der ist natürlich klar im Vorteil.
Das ist eben der Vorzug unseres Forums: Wer Meldungen in den Newsdiensten liest und mehr erfahren will, der muss nur hierher kommen!
Das Wort "nackt" in diesem Zusammenhang halte ich auch für höchst irreführend. Wie schnell könnte hier eine Verwechslung mit den nackten Singularitäten entstehen!
Schönen Gruß
gravi
Unser Wissen ist ein Tropfen. Was wir nicht wissen, ist ein Ozean.
Sir Isaac Newton
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