Superschwere Schwarze Löcher als Galaxienzentren

• Schwarze Löcher (BH = black hole):
  • Zentrum von M87 bzw. Milchstraße
    • 
  • Was ist ein Schwarzes Loch?
    • große Masse in sehr kleinem Volumen
    • → Flucht-Geschwindigkeit > c
    • → nichts kommt heraus, nicht einmal Licht
    • → Größe = Ereignis-Horizont
  • beschrieben in Allgemeiner Relativitätstheorie ("Raumkrümmung")
  • Beispiele

    • Objekt	Masse (in M☉)	Radius
      Gaia BH1 (1560 LJ)	9.62	28.4 km
      Kern Milchstraße	4×106	11.8 Mio km = 0.08 AE
      Kern M87	6×109	17.7 Mrd km = 118 AE

  • grob zwei Gruppen

    • stellar	≈ 10 M☉	einzeln oder in Sternsystemen
      supermassiv	≈ 106 - 109 M☉	in Zentren von Galaxien

• Was man sieht:
  • Materie (Gas, Staub, Sterne) kreist um das BH
    • Dichte sehr hoch, Reibung → hohe Temperatur (Mio K)
    • → intensive Strahlung (Radiowellen (s.o.), sichtbares Licht, Röntgen)
    • Akkretionsscheibe
    • 
  • wenig Materie in der Umgebung → BH ruht, wenig Strahlung (Milchstraße)
  • viel Materie in der Umgebung → BH sehr aktiv, äußerst hell (M87)
    • → AGN (active galactic nucleus), überstrahlt manchmal ganze Galaxie
• Wie Schwarze Löcher entstehen:
  • Standard-Modell
    • Supernova-Explosion eines großen Sterns → BH
    • BH wächst langsam durch Akkretion von Materie (Gas, Sterne, BHs)
  • andere Möglichkeiten
    • Kollision zweier Neutronensterne (beobachtet)
    • direkter Kollaps von Gaswolken (hypothetisch)
    • kurz nach dem Urknall ("primordial") (hypothetisch)
• Zusammenhang Größe des BH - Größe der Galaxie:
  • Masse einer Galaxie M_* und Masse des Zentrums-BH M_BH sind korreliert
    • 
    • lokales Universum (z < 0.055, D < 700 Mio LJ)
    • starke Streuung, abhängig von Alter und Art der Galaxie
  • grundsätzlich gilt
    • je größer das BH, umso größer die Galaxie (bzw. umgekehrt)
    • → BH und Galaxie entwickeln sich gemeinsam