Ausdehnung kosmischer Objekte

ispom

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Die von H.E.S.S. gemessene Variabilitäts-Zeitskala der hochenergetischen Strahlung von M87 ist mit wenigen Tagen sehr kurz - kürzer als in jedem anderen Wellenlängenbereich. Die Quellregion der hochenergetischen Strahlung kann demnach nur etwa so groß sein wie unser Sonnensystem (1013 Meter, nur etwa 0,000001 Prozent der Größe der gesamten Radiogalaxie M87).

aus
http://www.astronews.com/news/artikel/2006/10/0610-022.shtml

immer wenn ich solche Meldungen lese, ärgere ich mich.
Weil cih einfach nicht verstehe, wieso man aus der Schwankungszeit eines Signals auf dessen Ausdehnung schließen kann.

Wenn ich in beiden Händen eine Taschenlampe habe und gebe mit ausgestreckten Armen variable Lichtsignale,
wieso kann dann ein entfernter Beobachter (der meine ausgestreckten Arme natürlich nicht auflösen kann) aus der Frequenz meines Signals wissen, ob und wie weit meine Taschenlampen auseinanderliegen?

fragt ispom
 

mac

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Hallo ispom,

so
Wenn ich in beiden Händen eine Taschenlampe habe und gebe mit ausgestreckten Armen variable Lichtsignale,
wieso kann dann ein entfernter Beobachter (der meine ausgestreckten Arme natürlich nicht auflösen kann) aus der Frequenz meines Signals wissen, ob und wie weit meine Taschenlampen auseinanderliegen?
gar nicht.

Wenn Du aber beide genau gleichzeitig einschaltest, dann kann er aus dem Anstieg der Helligkeit ermitteln, wie unterschiedlich weit weg sie von ihm sind.

Stell Dir vor, 300000 Taschenlampenbirnen, jede mit einer exakt gleich langen Leitung (natürlich Supraleiter :D) mit der Batterie verbunden. Alle auf einer Linie, je 1 km auseinander; also von hier, bis fast zum Mond. Jetzt erzähl mir bitte nicht, was ich schon weis, ich will es gar nicht hören, sondern nur erklären.

1 Sekunde nach dem einschalten gehen alle 300000 gleichzeitig an. Wir sehen aber was ganz anderes: Eins nach dem anderen geht an, zuerst das uns am nächsten liegende und 1 Sekunde danach das Weiteste. Von sehr weit weg kann man eine gleichmäßige Helligkeitszuname innerhalb von 1 Sekunde sehen.

Voraussetzung für eine solche Aussage ist natürlich, daß man ein einzelnes Objekt beobachtet, von dem man annimmt, daß der helligkeitsändernde Prozess das gesamte Objekt gleichzeitig verändert. Im Falle einer SN z.B. bei der die Explosion im Sonnenkern ihren Ursprung hat, durchaus plausibel; im Falle dieses schwarzen Loches allerdings, kenne ich mich nicht gut genug aus, um Dir einen solchen Prozess nennen zu können

Herzliche Grüße

MAC

PS Der Helligkeitsanstieg einer SN über mehrere Tage hat damit nichts zu tun.
 
Zuletzt bearbeitet:

jonas

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Hi mac

Genauso wie Ispom habe ich auch das Problem mir zu erklären wie die Astronomen die Grösse des Gebiets aus der Dauer des flash ermitteln. Dass es irgendwie mit der Lichtgeschwindigkeit zusammenhängt ist klar, aber auf welche Weise denn?

Dein Bild mit den 300.000 Taschenlampen ist etwas unbefriedigend, denn man kann sie auch anders anordnen. Setze ich sie horizontal an, mit mir selbst in der Mitte der Leiste, dann sehe ich die Lampen bereits nach einer halben Sekunde alle leuchten. Setze ich die Lichtleiste tangential auf die Mondbahn, so verkürzen sich die Unterschiede der Lichtlaufzeit noch weiter.
 

ispom

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genau so wie Jonas habe ich es gemeint:
in den Erklärungen zu diesem Phänomen wird immer nur auf eine anordnung der variablen Zonen entlang der sichtlinie reflektiert,

aber(da wir meistens eh nur einen veränderlichen Lichtpunkt) sehen,
könnten die Lichtquellen ja auch senkrecht zur sichtlinie angeordnet sein,
etwa zwei aktive Kerne in einer Galaxie ,
oder Galaxien, die sich gerade durchdringen, wie bei den "himmlischen Augen",

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/image/9911/ngc2207_hst_big.jpg

nur eben sehr viel weiter entfernt.

Ispom
 

mac

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Hallo jonas und ispom,

also ich glaub auch nicht, daß jemand so bescheuert wäre Glühbirnen in einer Reihe anzuordnen, und wenn, dann würden wir's nicht sehen :D

Welche Objekte können wir denn aber nun sehen? Sterne! Alle gleich: Rotationselipsoid. Passiert was größeres, dann gehts vom Zentrum aus.

Akkretionsscheiben auch alle gleich, halt eben Ringe. Wie man hier unterscheidet, unter welchem Winkel man sie sieht, weis ich nicht? Vielleicht Breite von Spektrallinien, oder überhaupt Spektrum? Wie das Gas eines Sterns oder einer Gaswolke in so einer Scheibe verteilt wird, und wie es nach innen wandert weis ich nicht. In den Animationen die ich gesehen habe, verteilt es sich aber ziemlich schnell sehr gleichmäßig um den Atraktor und wenn es durch, was weiß ich, seinen Zustand hin zu mehr Energieabgabe ändert, dann schön gleichzeitig. Vielleicht weil sich die Umlaufgeschwindigkeit nicht mehr wesentlich von der Lichtgeschwindigkeit unterscheidet?

Ich denke, das ganze hängt ganz und gar an den Modellvorstellungen, die man sich macht, um bestimmte Helligkeitsschwankungen zu erklären. Kann man mit den Modellen diese Schwankungen modellieren, und beschreiben diese Modelle Abläufe, die ihre Quelle gleichzeitig, oder mit bekannter Geschwindigkeit verändern müssen, dann ist der Rückschluß auf die Ausdehnung des Objektes legitim. Damit will und kann ich natürlich nicht sagen, ob das Modell die Wirklichkeit richtig beschreibt. Das ist ja aber auch eine ganz andere Frage.

Herzliche Grüße

MAC

PS: daß zwei voneinander unabhängige Objekte gleichzeitig eine solche Helligkeitsschwankung haben, wird wohl keiner ernsthaft in Erwägung ziehen?
 
Zuletzt bearbeitet:

Ich

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Ich denke, das ganze hängt ganz und gar an den Modellvorstellungen, die man sich macht, um bestimmte Helligkeitsschwankungen zu erklären.
Absolut richtig. Allerdings ist diese Annahme relativ schwach, d.h. nichts besonderes. Es darf sich nur das Universum nicht verschworen haben, voneinander unabhängige Ereignisse zufällig gerade in so einer Reihenfolge ablaufen zu lassen, dass deren Licht uns gerade gleichzeitig erreicht. Oder dass irgendeine Ursache genau in unserer Sichtlinie und von uns weg und mit fast Lichtgeschwindigkeit die Ereignisse auslöst, wie bei den Taschenlampen.
Von allem, was natürlich, d.h. planlos geschieht, darf man erwarten, dass das nicht geschieht. Man wird sich nur sehr selten täuschen.
 

Frankie

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Hi mac

Genauso wie Ispom habe ich auch das Problem mir zu erklären wie die Astronomen die Grösse des Gebiets aus der Dauer des flash ermitteln. Dass es irgendwie mit der Lichtgeschwindigkeit zusammenhängt ist klar, aber auf welche Weise denn?

Dein Bild mit den 300.000 Taschenlampen ist etwas unbefriedigend, denn man kann sie auch anders anordnen. Setze ich sie horizontal an, mit mir selbst in der Mitte der Leiste, dann sehe ich die Lampen bereits nach einer halben Sekunde alle leuchten. Setze ich die Lichtleiste tangential auf die Mondbahn, so verkürzen sich die Unterschiede der Lichtlaufzeit noch weiter.

Ja eben das ist der Trick... setze doch mal die 300000 auf einen Halbkreis an das schmale Ende eines Blattes A4 Papier und stell Dir vor du bist der Betrachter der am anderen Ende dieses Blattes. Das Papier hat natürlich die entsprechenden Abmessungen, z.B. 19 cm hoch und 1 Milliarde Lichtjahre breit. Die Breite ist tatsächlich irrelevant, also geht auch DIN A4, vorausgesetzt nach der räumlichen Auflösung des gedachten Teleskops ist das für Dich eine 1 Pixel Punktquelle was Du da siehst. Stell Dir vor das Licht breitet sich mit 1mm/sek. auf Deinem A4-Blatt aus.

Wenn alle Birnen gleichzeitig angehen (die gedachte Batterie ist im Mittelpunkt des Halbkreises, daher tun sie es, auch ohne Supraleitung) - dann siehst Du als gedachter Betrachter in diesem 2-dim. Papieruniversum einen zuerst sehr starken Anstieg, der dann immer flacher ansteigt und schließlich stetig bleibt. Wegen LG=1 mm/sek. und dem Radius des Halbkreises mit 9,5 cm = 95 mm wäre die gesamte Dauer der Änderung also 95 Sekunden.

So und wie ist das dann mit Kugeln? Genauso lang in der Gesamtzeit der Änderungen, aber der Anstieg ist anfangs wegen des kubischen Charkters der Änderung noch wesentlich steiler.

Das wars - schwieriger wirds für Pulsationsveränderliche nicht.
Außer man geht ins Detail, zB. Rotationsveränderliche - da sitzen die Glühbirnen alle in Jimmys Äquator-Bar in nach oben leuchtenden Taschenlampen ;)
Quasare sind dann eben Halogenbirnen, bei denen öfter mal neue Batterien zu Besuch kommen :D
Und Blasare - da schauen wir direkt in einen zusätzlichen Laser. :D :D
 
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Frankie

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Zu der anderen Frage wegen Überlagerungen:

Die kann man schon auseinanderhalten und auseinanderrechnen, und das wird ja auch gemacht -Stichwort Gravitationslinsen etc.
 

Ich

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mac schrieb:
Hallo 'Ich'

Zitat:
Allerdings ist diese Annahme relativ schwach, d.h. nichts besonderes.

stimmt! War aber, zunächst mal, nicht die Frage! Oder?
Ich komm grad nicht dahinter, was du damit sagen willst. Falls du mich missverstanden haben solltest: Ich wollte sagen, dass die Modelle gar nicht so genau passen müssen oder sogar falsch sein können, und der Schluss auf die Ausdehnung dennoch zulässig bleibt. Das war doch die Frage, warum man sich den Schluss traut?
 

mac

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Hallo ich,
Ich komm grad nicht dahinter, was du damit sagen willst. Falls du mich missverstanden haben solltest: Ich wollte sagen, dass die Modelle gar nicht so genau passen müssen oder sogar falsch sein können, und der Schluss auf die Ausdehnung dennoch zulässig bleibt. Das war doch die Frage, warum man sich den Schluss traut?
ja, schon ok! Ich hatte verstanden, daß Du ein gesicherteres, genaueres Modell erwartest.

Herzliche Grüße

MAC
 
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