Schwarze Löcher: Geringere Masse als angenommen?

astronews.com Redaktion

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Schwarze Löcher haben womöglich eine bis zu zehn Mal kleinere Masse als bislang angenommen. Zu diesem Schluss kommen zumindest Astrophysiker der Universität Göttingen in einer Studie, bei der sie Beobachtungen von 37 Galaxien auswerteten. Die Forscher interessierten sich dabei für spezielle Strukturen in den Spektren der Galaxien, die Rückschlüsse auf die Zentralregion erlauben. (22. Februar 2011)

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Tihomir

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Wie wurde diese Masse VOR der hier erwähnten Messung bestimmt?

Wie wurde denn die Masse der in Galaxiezentren befindlichen schwarzen Löcher bestimmt bzw geschätzt, BEVOR die Geschwindigkeit der um das Zentrum rotierenden Materie gemessen wurde?
Wenn Methoden wie die Rotationsgeschwindigkeit mehrerer Galaxien umeinander (zB Galaxienpaar) gemessen wurde, um daraus die Anziehungskraft abzuleiten, wie kann errechnet/ermittelt/geschätzt werden, welchen Teil der Masse und damit der Anziehungskraft das schwarze Loch im Zentrum und welchen Teil der Rest der Materie in der jeweiligen Galaxie ausübt?
Und was ist überhaupt mit den Effekten die die angenommene "Dunkle Materie" bzw "Dunkle Energie" auf die Bewegung ausüben?
Mich überrascht dass es eine Annahme über die Masse eines schwarzen Lochs OHNE der Rotationsgeschwindigkeitsmessung der um das schwarze Loch rotierenden Materiewolke überhaupt geben kann... :confused:
 

TomTom333

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....
Und was ist überhaupt mit den Effekten die die angenommene "Dunkle Materie" bzw "Dunkle Energie" auf die Bewegung ausüben?... :confused:

Du triffst den Nagel auf den Kopf!
Sollte sich das unabhängig bestätigen lassen brauchen wir erheblich weniger DM . Und zwar maximal 10%
Letztens hat man Festgestellt das es doppelt so viel Sterne gibt wie angenommen... nun dies.
Wir müssen doch immer wieder Feststellen, das wir sehr wenig Wissen
 

mac

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Hallo Tom,

Sollte sich das unabhängig bestätigen lassen brauchen wir erheblich weniger DM . Und zwar maximal 10%
diese Logik erschließt sich mir nicht, weder qualitativ und und erst recht nicht quantitativ.


Letztens hat man Festgestellt das es doppelt so viel Sterne gibt wie angenommen...
und? Leuchtschwache Sterne sind nicht einfach zu sehen. Wieviel mehr an Masse macht das denn aus?


Wir müssen doch immer wieder Feststellen, das wir sehr wenig Wissen
das ist so und wird wohl auch so bleiben, so rein qualitativ jedenfalls.

Herzliche Grüße

MAC
 

mac

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Hallo Tihomir,

Wie wurde denn die Masse der in Galaxiezentren befindlichen schwarzen Löcher bestimmt bzw geschätzt, BEVOR die Geschwindigkeit der um das Zentrum rotierenden Materie gemessen wurde?
so viel ich weiß, bei den etwas weiter entfernten Galaxien immer durch die Messung der Rotationskurven, und deren Extrapolation ins Zentrum.

Solche Fortschritte lassen sich meistens durch eine verbesserte Meßtechnik erzielen. Stichwort adaptive Optik z.B.

Bei unserer Milchstraße konnte man in den vergangenen Jahrzehnten auch die Umlaufzeiten für mehrer relativ zentrumsnahe Sterne unmittelbar beobachten.

Siehe z.B.: http://www.mpe.mpg.de/ir/GC/index.php

Wenn Methoden wie die Rotationsgeschwindigkeit mehrerer Galaxien umeinander (zB Galaxienpaar) gemessen wurde, um daraus die Anziehungskraft abzuleiten, wie kann errechnet/ermittelt/geschätzt werden, welchen Teil der Masse und damit der Anziehungskraft das schwarze Loch im Zentrum und welchen Teil der Rest der Materie in der jeweiligen Galaxie ausübt?
mit solchen Messungen allein kann man das nicht trennen.


Und was ist überhaupt mit den Effekten die die angenommene "Dunkle Materie" bzw "Dunkle Energie" auf die Bewegung ausüben?
die dunkle Energie hat damit nichts zu tun. Sie wird für die (noch nicht sehr gut) beobachtete, seit rund 7 Milliarden Jahren wieder beschleunigte Ausdehnung des Kosmos verantwortlich gemacht.
Siehe dazu z.B. http://en.wikipedia.org/wiki/Metric_expansion_of_space

Die dunkle Materie hat im inneren Bereich einer Galaxis nur einen relativ kleinen Anteil an der Gesamtmasse dieses inneren Bereichs. Weil ihre Konzentration (also ihre mittlere Dichte) nach außen hin aber weniger schnell abnimmt, als die der baryonischen Materie, wird sie zur bestimmenden Gravitationquelle je weiter man sich vom Zentrum der Galaxis entfernt.

Mich überrascht dass es eine Annahme über die Masse eines schwarzen Lochs OHNE der Rotationsgeschwindigkeitsmessung der um das schwarze Loch rotierenden Materiewolke überhaupt geben kann... :confused:
ich denke, man hat die jeweiligen Geschwindigkeiten halt immer so gut gemessen, wie es die zum jeweiligen Zeitpunkt existierende Meßtechnik zugelassen hat.

Herzliche Grüße

MAC
 

FrankSpecht

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Moin, Mac,
Die dunkle Materie hat im inneren Bereich einer Galaxis nur einen relativ kleinen Anteil an der Gesamtmasse dieses inneren Bereichs. Weil ihre Konzentration (also ihre mittlere Dichte) nach außen hin aber weniger schnell abnimmt, als die der baryonischen Materie, wird sie zur bestimmenden Gravitationquelle je weiter man sich vom Zentrum der Galaxis entfernt.
Das stimmt mit den Kenntnissen überein, die ich habe.

Viele Galaxien (z.B. NGC 5055 und M31) zeigen einen deutlichen Warp (sowohl in langbelichteten optischen Aufnahmen als auch im Radiobereich).

Anscheinend dominiert innerhalb des Knicks (des Warps) die Gravitation der sichtbaren Materie. Außerhalb die Gravitation der dunklen Materie.
Das gilt vor allem für die Wasserstoffscheiben.

http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=17453435 schrieb:
These results point at two different dynamical regimes: an inner region dominated by the stellar disk and an outer one, dominated by a dark matter halo offset with respect to the disk.
 
Zuletzt bearbeitet:

Bernhard

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Viele Galaxien (z.B. NGC 5055 und M31) zeigen einen deutlichen Warp (sowohl in langbelichteten optischen Aufnahmen als auch im Radiobereich).
Hi Frank,

ein Knick im Sinne eines Abfallens der Rotationsgeschwindigkeiten am Rande der Galaxie deutet doch eher auf vergleichsweise wenig DM im Halo hin??
 

mac

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Hallo Bernhard,

ein Knick im Sinne eines Abfallens der Rotationsgeschwindigkeiten am Rande der Galaxie deutet doch eher auf vergleichsweise wenig DM im Halo hin??
so hab' ich das
The rotation curve rises steeply in the central parts up to the maximum velocity (vmax ≃ 206 km s-1). Beyond the bright stellar disk (R25), it shows a decline of about 25 km s-1 and then remains flat out to the last measured point.
nicht verstanden.

Bei Dir weiß ich, daß Du mit solch einem Beispiel

Dichte als Funktion von Radius (in den Grenzen 0,1 bis 2,5) = 100*exp(-5*Radius)+10*exp(-0,1*Radius)

was anfangen kannst.

Der Graph zeigt Dir, wie ich das verstanden habe.

Herzliche Grüße

MAC
 
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FrankSpecht

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Moin Bernhard,

nein, denn bei dem Warp, von dem ich sprach, handelt es sich um eine Verkippung der äußeren Gas-dominierten Scheibe einer Galaxie gegenüber der im Visuellen sichtbaren inneren Scheibe, die von Sternen und Staub dominiert ist.

Der "Knick" (unwissenschaftliche Wortwahl von mir, sorry :eek:) ist der Bereich, in dem diese Verkippung auftritt.

Siehe auch http://de.wikipedia.org/wiki/Warp_(Galaxie)

 

Bernhard

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Der "Knick" (unwissenschaftliche Wortwahl von mir, sorry :eek:) ist der Bereich, in dem diese Verkippung auftritt.
Also eine "Verkippung" der Kurve nach oben, ja? -> Alles wie gehabt! Danke für die Klarstellung.

@MAC: Danke für die Beispielrechnung. Werde mir das in einer ruhigen Minute genauer ansehen.
MfG
 

Alex74

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Bislang hatte man sich ja ein wenig darüber gewundert, daß andere Spiralgalaxien im Schnitt ein deutlich größeres SL im Zentrum haben als unsere; wird diese Aussage durch die neuen Ergebnisse nun relativiert?
 

Bernhard

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wird diese Aussage durch die neuen Ergebnisse nun relativiert?
Hi Alex,

lass Dich von dem kurzem "Ausflug" in die Problematik der DM nicht irritieren. Die im Artikel vorgestellten Ergebnisse sind mMn sehr zuverlässig, weil man Spektren ebenfalls recht zuverlässig messen kann.

Trotzdem verstehe ich den Artikel der Redaktion vorwiegend als Anregung, die zugehörigen Veröffentlichungen mal durchzulesen :) .
MfG
 

Bernhard

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Der Graph zeigt Dir, wie ich das verstanden habe.
Hi mac,

kann es sein, dass Du hier 'rises' mit 'falls' verwechselst? Die englische Beschreibung (das Zitat) in Deinem Beitrag beschreibt eigentlich genau den Verlauf B von hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Rotationskurve. Die von Dir angegebene Formel zeigt dagegen einen ganz anderen Verlauf. Wer es ausprobieren will, dem sei mal wieder der wirklich hilfreiche Funktionsplotter von hier http://www.mathe-fa.de/de empfohlen. Der Wertebereich in y-Richtung kann dabei von 6 bis 80 gewählt werden und in x-Richtung von 0 bis 2,5

Ich selbst bin mit den Rotationskurven auch noch nicht am Verständnislimit angekommen, halte mich aber nach wir vor gerne an das Zentralmasse-Thema im AC-Forum, auch wenn es mich schmerzlich an Orbit erinnert, der dort einen für mich sehr wichtigen Beitrag geleistet hat. Die dort berechnete Kurve nach der newtonschen Theorie (1) wurde inzwischen durch die hier im Forum diskutierte Arbeit von Daniel Grumiller - mit dem ich mich natürlich in keiner Weise vergleichen will :D - indirekt als korrekt bestätigt. Zum Vergleich: Eine homogene Massenkugel zeigt prinzipiell den gleichen Verlauf (2). Der Bereich links vom Maximum ist dabei aber exakt linear und hat ziemlich sicher eine etwas andere Steigung. Hätte man nur eine Zentralmasse (z.B. ein massives Schwarzes Loch im Zentrum) (3), so würde das Maximum ganz an den linken Bildrand wandern und man hätte einen Funktionsgrafen, ähnlich der von Dir vorgeschlagenen Funktion. Genaugenommen hat man in diesem Fall aber einfach die Formel f(r) = sqrt(GM/r).

Durch eine geschickte Kombination der drei Fälle (1) - (3) müsste man, nach meinem aktuellen Kenntnisstand, halbwegs realisische Rotationskurven simulieren können.
Viele Grüße
 
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mac

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Hallo Bernhard,

bitte entschuldige die Konfusion die ich ausgelöst habe, weil ich nicht beschrieben habe, was meine Rechnung eigentlich darstellt.


Es war nicht die Rotationsgeschwindigkeit gemeint, sondern (symbolisch) der Dichteverlauf der gravitativ wirkenden Masse (BM plus DM) Der Dichteverlauf als Funktion des Abstandes R zum galaktischen Zentrum. Das führt zu einer solchen, nach außen hin nicht abfallenden Rotationskurve, wie in Deinem Wiki-Link die Kurve B.

Dieser Dichteverlauf zeigt ja auch, daß die mit schnellem exponetiellem Abfall zu 0 hin strebende Dichte der BM (ab dem Knick in der Kurve, der nichts mit dem im Artikel beschriebenen Knick des äußeren Disk-Randes zu tun hat) mit einem ab dort viel sanfteren Abfall der Dichte weiter geht.


Herzliche Grüße

MAC
 
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