Was sind die schwersten Objekte im Universum?

Das Universum ist ein großer Ort - wirklich groß - und es ist voller wunderbar schwerer Objekte. Die schwersten von allen sind Schwarze Löcher und Neutronensterne. Tatsächlich wiegen sie so viel, dass es fast unmöglich ist, den Kopf um Zahlen zu wickeln, die so weit von der Waage entfernt sind. Hier ist ein genauerer Blick auf diese mächtigen Geheimnisse.

Schwarze Löcher

Wenn Materie in einen unendlich dichten Raum gepackt wird, kann die Anziehungskraft so stark sein, dass nichts entweicht, einschließlich Licht. Das ist ein schwarzes Loch. Wissenschaftler können sie nicht sehen, aber sie können ihre gigantischen Auswirkungen auf Objekte und Materie in der Nähe beobachten. Ihre Schlussfolgerung? Schwarze Löcher sind eines der schwersten Dinge im Universum.

Es gibt viele Arten von Schwarzen Löchern. Am häufigsten sind schwarze Löcher mit Sternmasse, die eine drei- bis zwanzigfache Masse unserer Sonne aufweisen. Das ist groß, aber die echten Heavy-Hitter sind ihre supermassiven Gegenstücke. Diese Giganten können milliardenfach massereicher sein als unsere Sonne.

Für die Perspektive wiegt die Sonne ungefähr 333.000 Mal so viel wie die Erde (die selbst geschätzte 13 Milliarden Billionen Tonnen wiegt). Anders betrachtet könnten etwa 1, 3 Millionen Erden in die Sonne passen.

Wissenschaftler verstehen nicht ganz, wie sich supermassereiche Schwarze Löcher bilden, aber sie glauben, dass sie im Zentrum jeder Galaxie leben, einschließlich unserer eigenen Milchstraße. Hier sind einige der massereichsten Supermassiven, die derzeit bekannt sind.

1. Schwarzes Loch in der Galaxie NGC 4889. Dieser unbenannte intergalaktische Goliath ist der aktuelle Schwergewichts-Champion. Es befindet sich im Sternbild Coma Berenices, etwa 300 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt, und hat eine 21 Milliarden Mal größere Masse als unsere Sonne. Zum Vergleich: Das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße - Schütze A * - ist nur 3 bis 4 Millionen Mal so massereich wie die Sonne.

Die in der Mitte abgebildete riesige elliptische Galaxie NGC 4889 beherbergt das schwerste bekannte supermassereiche Schwarze Loch. (Foto: NASA & ESA / Wikimedia Commons)

2. Schwarzes Loch im Quasar ABl. 287. Dieser supermassive Koloss lauert etwa 3, 5 Milliarden Lichtjahre entfernt und wiegt 18 Milliarden Sonnen. Es ist Teil eines Quasars, eines sehr leuchtenden sternförmigen Objekts, das aus einem supermassiven Schwarzen Loch besteht, das von einer Akkretionsscheibe aus spiralförmiger Materie und Gas umgeben ist. Wenn dieses Material in das Schwarze Loch gesaugt wird, erwärmt es sich und es entstehen helle Strahlungsstrahlen.

Was OJ 287 so interessant macht, sind seine ungewöhnlichen Lichtausbrüche, die ungefähr alle 12 Jahre auftreten. Das jüngste ereignete sich im Dezember 2015. Forscher glauben nun, dass das supermassereiche Schwarze Loch des Quasars tatsächlich Teil eines binären Systems ist, das von einem zweiten kleineren supermassiven Schwarzen Loch umkreist wird. Alle 12 Jahre kommt der kleinere Partner (geschätzte Masse von 100 Millionen Sonnen) nahe genug, um durch die Akkretionsscheibe des größeren Schwarzen Lochs zu springen und die Lichtfackel zu entzünden.

3. Schwarzes Loch in der Galaxie NGC 1277. Etwa 250 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Perseus lebt ein weiteres himmlisches Monster, das schätzungsweise 17 Milliarden Mal so massereich ist wie unsere Sonne. Seltsamerweise macht dieses supermassereiche Schwarze Loch etwa 14 Prozent der Masse seiner Galaxie aus - ein weitaus höheres Verhältnis als in typischeren Galaxien. Forscher glauben, dass NGC 1277 eine neue Art von Schwarzloch-Galaxien-System darstellen könnte.

Zweifellos werden irgendwann sogar kräftigere supermassereiche Schwarze Löcher entdeckt. Ein Gebiet, das für die Erforschung reif ist, befindet sich in den größten und strahlendsten Galaxienhaufen des Universums. In diesen Gebieten sind bereits mehrere Wissenschaftler mit einer Masse von 10 Milliarden Sonnen aufgetaucht.

Neutronensterne

Sterne, die deutlich massereicher sind als unsere (durchschnittlich große) Sonne, beenden ihr Leben in einer Supernova-Explosion. Je nachdem, wie groß sie sind, passiert eines von zwei Dingen. Die größten dieser Sterne implodieren aus ihrer eigenen enormen Gravitationskraft und werden zu schwarzen Löchern mit Sternmasse. Kleinere Sterne, die nicht massereich genug sind, um in schwarze Löcher zu fallen, werden zu lächerlich dichten Neutronensternen komprimiert.

Querschnitt eines Neutronensterns, eines der schwersten Objekte im Universum. (Foto: NASA / Wikimedia Commons)

Diese ultrakompakten Supernova-Überreste haben nur einen Durchmesser von 6 bis 12 Meilen (ungefähr so ​​groß wie eine kleine Stadt), haben aber die Masse von 1, 5 Sonnen. Das macht sie zu einem der schwersten Objekte im Universum. Andrew Melatos, Professor an der School of Physics der University of Melbourne, bemerkt: "Ein Teelöffel Neutronenstern würde ungefähr eine Milliarde Tonnen wiegen." Das entspricht dem Gewicht von 3.000 Empire State Buildings.

Hier sind die schwersten der Schweren:

1. PSR J1614-2230. Dieser riesige Neutronenstern in Jumbo-Größe befindet sich 3.000 Lichtjahre entfernt und hat eine Masse von zwei Sonnen, die in einem Raum von der Größe der Innenstadt Londons verpackt sind. PSR J1614-2230 ist ein Pulsar, ein sich schnell drehender Neutronenstern, der elektromagnetische Strahlen aussendet, die wie ein Leuchtturm um den Himmel schweben. Dieser dreht sich ungefähr 317 Mal pro Sekunde. Es wird angenommen, dass viele Neutronensterne als Pulsare beginnen, sich aber schließlich verlangsamen und keine Radiowellen mehr aussenden. PSR J164-2230 hat einen umlaufenden Begleiter, einen weißen Zwergstern, der nach dem Zusammenbruch eines Sterns mit geringer Masse gebildet wurde, der weniger als das Zehnfache der Masse unserer Sonne beträgt.

2. PSR J0348 + 0432. Dieser ähnliche Neutronenstern mit einem Durchmesser von nur 19 km ist auch ein Pulsar mit der Masse zweier Sonnen und hat einen umlaufenden Begleiter eines weißen Zwergs.

Wissenschaftler haben kürzlich ihre Augen auf eine Kollision zweier Neutronensterne gerichtet, die sich 130 Millionen Lichtjahre entfernt in der Galaxie NGC 4993 befinden. Der als Kilonova bezeichnete Smash-up wurde im August 2017 beobachtet und hat möglicherweise zu einem hyper-massiven Neutronenstern geführt (vielleicht das größte, das jemals beobachtet wurde) oder ein Schwarzes Loch.

Erfahren Sie mehr über die Kollision in diesem Video.

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