Podcasts about akkretionsscheibe

In Folge 78 wird es wieder einmal dunkel. Oder hell, je nachdem. Wir reden über schwarze Löcher. Genauer gesagt: Über ein neues Bild eines schwarzen Lochs, das erstmals zeigt, wie genau es diese Dinger schaffen, aus ihrer Umgebung Unmengen an Teilchen mit absurd hoher Geschwindigkeit zu schleudern. Ruth erklärt, warum man das “Blandford-Znajek-Modell” kennen sollte und was eine Ergosphäre ist. Evi fordert zum gemeinschaftlichen “Interstellar”-Schauen auf und Florian kritisiert Powidl. Wenn ihr uns unterstützen wollt, könnt ihr das hier tun: https://www.paypal.com/paypalme/PodcastDasUniversum. Oder hier: https://steadyhq.com/de/dasuniversum. Oder hier: https://www.patreon.com/dasuniversum.

Warum Schwarze Löcher lange nur in der Theorie existierten und wie man diese extremen Objekte schließlich im Weltall aufspürte, erläutert der Nobelpreisträger Reinhard Genzel vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in dieser Folge.

In Folge 52 reden wir über das schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße. Das wurde jetzt - endlich! - fotografiert. Nur dass es natürlich kein “Foto” ist. Sondern das Resultat eines gewaltigen wissenschaftlichen Projekts in dem Jahre an Arbeit stecken. Was man in all den Jahren gemacht hat, wie man überhaupt ein Bild eines schwarzen Lochs machen kann (und was Vanilla Ice damit zu tun hat), was man rausgefunden hat und warum es so super ist, dass dieses Bild so aussieht wie das letzte Bild und gleichzeitig trotzdem anders ist: Das erklärt Ruth in dieser Folge. Mit Evi machen wir außerdem einen Ausflug zum Leopold-Figl-Observatorium. Und wir beantworten Fragen aus der Hörerschaft.

Die Existenz schwarzer Löcher war lange Zeit nur eine Hypothese. Dann hat man Cygnus X-1 entdeck: Das erste uns bekannte echte schwarze Loch! Die Entdeckung war nicht leicht, wie ihr in der neuen Folge der Sternengeschichten erfahren könnt.

Schwerpunkt: Michael Kramer vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn über das Projekt BlackHoleCam, in dem Physiker erstmals exakte Bilder vom supermassereichen Schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße aufnehmen wollen || Nachrichten: Wann ist der Mond entstanden? | Schwertmuscheln machen sich ihren eigenen Treibsand | Thermische Erosion zerbröselt Asteroiden || Veranstaltungen: München | Greifswald | Hamburg

Schwerpunkt: Leonard Burtscher vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching über supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien und deren turbulentes Umfeld || Nachrichten: Roter Riese mit Neutronenstern im Inneren | Transistorfolien für smarte Kontaktlinsen | Magnetische Version des Tscherenkow-Effekts entdeckt || Veranstaltungen: Bochum | Hamburg | Bonn | Aachen

Doppelsterne gehören zu den am häufigsten gebildeten Objekten im Sternentstehungsprozess. Dennoch ist der Einfluss von stellaren Begleitern auf die Entwicklung zirkumstellarer Scheiben, dem Geburtsort der Planeten, bisher wenig verstanden. Die vorliegende Arbeit beschreibt und diskutiert Nahinfrarotbeobachtungen von 52 stellaren Vielfachsystemen mit projizierten Abständen von 25 bis 1000 Astronomischen Einheiten (AE) in den Sternentstehungsregionen des Orion Nebula Cluster und Chamaeleon I. Damit handelt es sich um die größten homogenen Studien protoplanetarer Scheiben in T Tauri-Doppelsternen in diesen beiden Regionen und um eine der umfangreichsten Untersuchungen dieser Art bisher. Die aufgenommenen Beobachtungsdaten erlauben die Bestimmung von individuellen stellaren (z.B. Effektivtemperatur, Leuchtkraft, Alter, Masse) und Systemparametern (Abstand der Komponenten, Massenverhältnis). Zusätzlich dient die Detektion von Brackett-gamma-Emission als Anzeichen für aktive Akkretion während zirkumstellarer Staub in der inneren Scheibe mittels Nahinfrarotfarbexzess nachgewiesen wird. Die Ergebnisse zeigen, dass der Anteil an Doppelsternkomponenten mit intakter Akkretionsscheibe signifikant geringer ist als der von Einzelsternen vergleichbarer Masse in beiden Regionen. In engen Systemen mit weniger als 100 AE projiziertem Abstand ist die Akkretionsscheibenhäufigkeit auf etwa die Hälfte des Einzelsternwertes reduziert. Heißer Staub in der inneren Scheibe ist in engen Doppelsystemen 100 AE identisch zu der von Einzelsternen. Die gemessenen Massenakkretionsraten in Doppelsternkomponenten erweisen sich als ununterscheidbar von denen in Einzel- und Doppelsystemen anderer Sternentstehungsregionen. Die gesammelten Daten lassen folgende Schlüsse zu: (a) Die Komponenten von Doppelsternen enstehen vorrangig gleichzeitig, was gegen Einfang ursprünglich isolierter Komponenten als hauptsächlichen Doppelsternenstehungsmechanismus spricht. (b) Scheiben in Doppelsternen enger als ~100 AE entwickeln sich, und verschwinden, schneller als Einzelsternscheiben. (c) Im Gegensatz zur Scheibenentwicklung in Einzelsternen ist die Lebenszeit einer Scheibe um die masseärmere Komponente eines Doppelsterns kürzer als die um den Primärstern. (d) Während die Lebenszeit einer Scheibe durch ihren äußeren Durchmesser (also indirekt durch den Doppelsternabstand) bestimmt wird, sind die Massenakkretionsraten universell. Dies ist ein Hinweis auf eine Entkopplung der Entwicklung der inneren und äußeren Scheibe. (e) Die Parallelen in der Häufigkeit von Scheiben um Komponenten von Doppelsternen und der Detektion von Planeten in vergleichbaren Systemen legt einen schnellen Planetenenstehungsprozess für massereiche (>1 M_Jup) Gasplaneten nahe (z.B. "disk fragmentation") und einen langsameren Prozess (z.B. "core accretion") für masseärmere Planeten.

In der vorliegenden Arbeit wurden die physikalische Eigenschaften aktiver galaktischer Kerne untersucht. Aktive galaktische Kerne (AGN) sind durch ihr breitbandiges Spektrum und schnelle, gewaltige Leuchtkraftvariationen charakterisiert. Beobachtungen und Analyse beider Eigenschaften koennen dazu beitragen, die zentralen Energiequelle besser zu verstehen. Als erster Schritt wurden die Roentgenbeobachtungen der Seyfert-Galaxie PKS 0558-504 betrachtet, um die Variationen des Flusses und des Spektrums zu erforschen. Mit Hilfe des spektralen zwei-Komponenten-Modells findet man, dass die Variabilitaet meistens von der niederenergetischen Komponente hervorgerufen wird, waehrend die andere Komponente relativ stabil bleibt. Die Luminositaet aendert sich staendig waehrend der gesamten Beobachtungszeit, und mit Hilfe des spektralen Modells wurde eine Korrelation zwischen dem Fluss und den physikalischen Parametern (optische Tiefe und/oder Temperatur) der Emissionsregion gefunden. Diese Korrelation weist auf einem Zusammenhang zwischen der Emissionsquelle (die die Luminositaet reguliert) und den physikalischen Bedingungen innerhalb des Streumediums (das das Roentgenspektrum bestimmt) hin. MGC-6-30-15 ist eine andere prominente Seyfert 1 Galaxie, die starke Variabilitaet im Roentgenbereich auf vielen Zeitskalen zeigt. Gleichzeitige Beobachtungen dieses Objekts im Roentgen- und Ultaviolettband wurden dazu benutzt, Korrelation der Variabilitaet zu bestimmen. Es wurde gefunden, dass die UV-Strahlung mit kleineren Amplituden und laengeren Zeitskalen als die Roentgenstrahlung variiert. Die beiden Lichkurven sind stark korreliert, wobei die Roentgen- nach der UV-Strahlung den Beobachter erreicht. Diese Korrelation wird wahrscheinlich bei der Akkretion der Materie dadurch hervorgerufen, dass Fluktuationen in der aeusseren Akkretionsscheibe entstehen und sich dann auf das Zentralenobjekt zubewegen, so dass sie erst die optische und UV-Emission der Scheibe modulieren, und erst spaeter das Roentgenlicht, das sehr nahe dem Zentrum entsteht. Diese und andere Beobachtungen sind ein starker Beweis fuer dieses Modell der propagierenden Fluktuationen, und ein wichtiger Grund fuer die weitere detaillierte Untersuchung dieses Typs von Modellen, die die Emissionsvariabilitaet der AGN erklaeren. Basierend auf der Arbeit Lyubarskiis (1997) wurde ein phaenomenologisches Modell fuer die AGN Variabilitaet entwickelt. In diesem Modell propagieren die Akkretionsratefluktuationen einwaerts durch die Akkretionsscheibe und modulieren die Emission der inneren Regionen. Das in dieser Doktorarbeit verwendete Modell wurde nur fuer die Erklaerung der Roentgenemission benutzt, da die Natur der Zusammenhaenge zwischen der Akkretionsscheibe (optische/UV-Emission) und der Korona (Roentengstrahlung) theoretisch noch nicht gut genug bekannt ist und zusaetzliche freie Parameter braucht. Wir haben das Modell verwendet um numerisch die Lichtkurven auszurechnen, die man dann mit Beobachtungen vergleichen kann. Das Modell reproduziert viele der Eigenschaften der Beobachtungen: lineare Abhaengigkeit der Amplitude vom Fluss, log-normale Verteilung der Fluesse, Potenzgesetz des Leistungsspektrums (PSD) mit einem cut-off bei hohen Frequenzen. Die Korrelationen zwischen verschiedenen spektralen Roentgenbaeandern konnten auch reproduziert werden. Das Modell bestaetigt dass, wenn die harte Strahlung mehr im Zentralbereich der Scheibe konzentriert ist als die weiche, sie auch mehr Leistung bei hohen Fourierfrequenzen zeigt und auch spaeter beim Beobachter ankommt, verglichen mit der weichen Roentgenstrahlung, wie beobachtet. Das Modell kann auch Eigenschaften der Kreuzkorrelationen erklaeren, wie z.B. Kohaerenzen. Weil diese Analysen jedoch eine hoehere Qualitaet der Daten verlangen als fuer AGN normalerweise verfuegbar sind, haben wir das Modell auch auf einen Kandidaten fuer ein galaktisches schwarzes Loch, Cyg X-1, angewandt, von dem man bessere Beobachtungsdaten hat. Das Modell propagierender Akkretionsratefluktuationen kann die Variabilitaetseigenschaften der Roentgenlichtkurven dieser Systeme in einem oder mehreren Energiebaendern gut reproduzieren. Die bessere Qualitaet der Beobachtungsdaten dieser Systeme kann die Modellparameter besser einschraenken und bietet dadurch eine komplementaere Methode fuer die Untersuchung der Akkretionsprozesse.