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Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Schwerkraftmonster in galaktischen Zentren: Wie wiegt man Schwarze Löcher? Nadine Neumayer.

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Präsentation zum Thema: "Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Schwerkraftmonster in galaktischen Zentren: Wie wiegt man Schwarze Löcher? Nadine Neumayer."—  Präsentation transkript:

1 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Schwerkraftmonster in galaktischen Zentren: Wie wiegt man Schwarze Löcher? Nadine Neumayer

2 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Inhalt kurze Einführung Galaxien Schwarze Löcher Von der Vermutung zum Nachweis Wie wiegt man Schwarze Löcher Beziehung Galaxie – Schwarzes Loch Zusammenfassung

3 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Galaxientypen Quelle: ESO

4 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Elliptische Irreguläre Spiralen Verschmelzende Galaxientypen

5 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Was sind Galaxien? Bestehen aus Milliarden Sternen Haben ein Zentrum Können eine Scheibe und/oder einen Bulge besitzen

6 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Was sind Schwarze Löcher? Raketenstart auf der Erde Fluchtgeschwindigkeit 11,2 km/s = km/h Quelle: R. van der Marel

7 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Was sind Schwarze Löcher? zum Vergleich: Lichtgeschwindigkeit c ~ km/s c ~ km/h Fluchtgeschwindigkeit 11,2 km/s = km/h Quelle: R. van der Marel

8 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Was sind Schwarze Löcher? Schrumpft man die Erde, so wächst die Anziehungskraft Bei einem Durchmesser von ~2cm wäre sie ein Schwarzes Loch Quelle: R. van der Marel

9 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Erst Überlegungen dazu bereits im 18. Jahrhundert von John Mitchell sowie Pierre-Simon Laplace basierend auf Sir Isaac Newtons Theorie der Gravitation (1687) Was sind Schwarze Löcher?

10 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Vorhersage der Allgemeinen Relativitätstheorie Das Gesetz von der Aequivalenz von Masse und Energie (E=mc 2 ) Albert Einstein (1916) Karl Schwarzschild (1916) Begriff: black hole John A. Wheeler (1967) Was sind Schwarze Löcher?

11 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Was sind Schwarze Löcher? In der Astronomie unterscheidet man: Stellare Schwarze Löcher ~ Sonnenmassen Supermassereiche Schwarze Löcher ~ 1 Million – 10 Milliarden Sonnemassen 1 Sonnenmasse (M ) ~ kg ~ kg

12 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Aktive Galaktische Kerne / Quasare Gasbewegung Sternbewegung Von der Vermutung zum Nachweis Indizien für Schwarze Löcher:

13 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Aktive Galaktische Kerne / Quasare Gasbewegung Sternbewegung Von der Vermutung zum Nachweis Indizien für Schwarze Löcher: Quasar: 3C273 Quelle: NOAO/AURA/NSF

14 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Aktive Galaktische Kerne / Quasare Gasbewegung Sternbewegung Von der Vermutung zum Nachweis Indizien für Schwarze Löcher: Quasar: 3C273 HST/WFPC Quasar: 3C273

15 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Aktive Galaktische Kerne / Quasare Gasbewegung Sternbewegung Von der Vermutung zum Nachweis Indizien für Schwarze Löcher: Quasar: 3C273 HST/ACS

16 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Aktive Galaktische Kerne / Quasare Gasbewegung Sternbewegung Indizien für Schwarze Löcher: Von der Vermutung zum Nachweis M87 Quelle: J. A. Biretta et al., STScI, AURA, NASA

17 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Aktive Galaktische Kerne / Quasare Gasbewegung Sternbewegung Indizien für Schwarze Löcher: Von der Vermutung zum Nachweis von uns weg auf uns zu Spektrum der Gasscheibe in M87 Quelle: STScI

18 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Einschub: Doppler-Effekt Wagen ruht Wagen kommt näher Wagen entfernt sich Quelle: Bibliographisches Institut & F. A. Brockhaus, Mannheim

19 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Aktive Galaktische Kerne / Quasare Gasbewegung Sternbewegung Indizien für Schwarze Löcher: Von der Vermutung zum Nachweis von uns weg auf uns zu Spektrum der Gasscheibe in M87 Quelle: STScI

20 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Aktive Galaktische Kerne / Quasare Gasbewegung Sternbewegung Indizien für Schwarze Löcher: Von der Vermutung zum Nachweis Zentrum der Milchstraße Quelle: MPE

21 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Aktive Galaktische Kerne / Quasare Gasbewegung Sternbewegung Indizien für Schwarze Löcher: Von der Vermutung zum Nachweis Zentrum der Milchstraße Quelle: MPE

22 Astronomie am Sonntag, 24. Juni Geschwindigkeitsmessung + Physik Kepler Gesetze: T 2 /a 3 = 4π 2 /GM Wie man Schwarze Löcher wiegt

23 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Wie man Schwarze Löcher wiegt Quelle: MPE

24 Astronomie am Sonntag, 24. Juni a T 2 /a 3 = 4π 2 /GM Meßwerte: a: große Halbachse T: Umlaufzeit M Masse des Schwarzen Lochs Milchstraße 3,6 Mio M Wie man Schwarze Löcher wiegt

25 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Beziehung zur Galaxie ~ Masse der Galaxie [Mrd M ] Masse des Schwarzen Lochs [Mio M ] Masse des Schwarzen Lochs im Zentrum ~ 1/1000. der Masse der Galaxie Häring & Rix, 2004

26 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Wie wachsen Schwarze Löcher?

27 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Wie wachsen Schwarze Löcher?

28 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Galaxienentwicklung simuliert Quelle: Matthias Steinmetz

29 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Modell mit Schwarzem Loch Quelle: V. Springel, T. di Matteo, L. Hernquist

30 Astronomie am Sonntag, 24. Juni 2007 Was bleibt am Ende Es gibt verschiedene Typen von Galaxien Schwarze Löcher sind indirekt beobachtbar Unsere Milchstraße beherbergt ein Schwarzes Loch im Zentrum Galaxienentwicklung ist eng mit Schwarzen Löchern verwoben


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