Ein supermassives schwarzes Loch ist der größte Typ des schwarzen Loches in einer Milchstraße auf der Ordnung von Hunderttausenden zu Milliarden von Sonnenmassen. Wie man glaubt, enthalten die meisten, und vielleicht alle Milchstraßen, einschließlich der Milchstraße (sieh Schützen *), supermassive schwarze Löcher an ihren Zentren.

Supermassive schwarze Löcher haben Eigenschaften, die sie von Niedrig-Massenklassifikationen unterscheiden. Erstens kann die durchschnittliche Dichte eines supermassiven schwarzen Loches (definiert als die Masse des schwarzen Loches, das durch das Volumen innerhalb seines Radius von Schwarzschild geteilt ist), weniger sein als die Dichte von Wasser im Fall von einigen supermassiven schwarzen Löchern. Das ist, weil der Radius von Schwarzschild zur Masse direkt proportional ist, während Dichte zum Volumen umgekehrt proportional ist. Da das Volumen eines kugelförmigen Gegenstands (wie der Ereignis-Horizont eines nichtrotierenden schwarzen Loches) zum Würfel des Radius direkt proportional ist, ist die Dichte eines schwarzen Loches zum Quadrat der Masse umgekehrt proportional, und so haben höhere schwarze Massenlöcher niedrigere durchschnittliche Dichte. Außerdem sind die Gezeitenkräfte in der Nähe vom Ereignis-Horizont bedeutsam schwächer. Da die Haupteigenartigkeit bis jetzt weg vom Horizont ist, würde ein hypothetischer Astronaut, der zum schwarzen Loch-Zentrum reist, bedeutende Gezeitenkraft bis sehr tief ins schwarze Loch nicht erfahren.

Bildung

Es gibt viele Modelle für die Bildung von schwarzen Löchern dieser Größe. Das offensichtlichste ist durch die langsame Zunahme der Sache, die von einem schwarzen Loch der Sterngröße anfängt. Ein anderes Modell schließt eine große Gaswolke in der Periode ein, bevor die ersten Sterne das Einstürzen in einen "Quasistern" und dann ein schwarzes Loch von am Anfang nur ungefähr ~20 Sonnenmassen, und dann schnell Akkretionsmaterie gebildet haben, um relativ schnell ein schwarzes Zwischenmassenloch, und vielleicht ein SMBH zu werden, wenn die Akkretionsrate an höheren Massen nicht gelöscht wird. Der anfängliche "Quasistern" würde nicht stabil für radiale Unruhen wegen der Elektronpositron-Paar-Produktion in seinem Kern werden, und kann direkt in ein schwarzes Loch ohne eine Supernova-Explosion zusammenbrechen, die den grössten Teil seiner Masse vertreiben und es davon abhalten würde, ein schwarzes Loch als ein Rest zu verlassen. Und doch schließt ein anderes Modell einen dichten Sterntraube-Erleben-Kernzusammenbruch ein, weil die negative Hitzekapazität des Systems die Geschwindigkeitsstreuung im Kern zu relativistischen Geschwindigkeiten steuert. Schließlich können primordiale schwarze Löcher direkt vom Außendruck in den ersten Momenten nach dem Urknall erzeugt worden sein.

Die Schwierigkeit, ein supermassives schwarzes Loch zu bilden, wohnt im Bedürfnis nach genug Sache, um in einem genug kleinen Volumen zu sein. Diese Sache muss sehr wenig winkeligen Schwung in der Größenordnung davon haben, um zu geschehen. Normalerweise ist der Prozess der Zunahme mit dem Transportieren einer großen anfänglichen Stiftung des winkeligen Schwungs nach außen verbunden, und das scheint, der Begrenzungsfaktor im schwarzen Loch-Wachstum zu sein, und erklärt die Bildung von Akkretionsplatten.

Zurzeit scheint es, eine Lücke im beobachteten Massenvertrieb von schwarzen Löchern zu geben. Es gibt schwarze Sternmassenlöcher, die von zusammenbrechenden Sternen erzeugt sind, die sich bis zu vielleicht 33 Sonnenmassen erstrecken. Das minimale supermassive schwarze Loch ist im Rahmen hunderttausend Sonnenmassen. Zwischen diesen Regimen scheint es, einen Mangel an schwarzen Zwischenmassenlöchern zu geben. Solch eine Lücke würde qualitativ verschiedene Bildungsprozesse andeuten. Jedoch weisen einige Modelle darauf hin, dass Ultraleuchtröntgenstrahl-Quellen (ULXs) schwarze Löcher von dieser fehlenden Gruppe sein können.

Maße von Doppler

Direkte Doppler Maßnahmen von Wassermasern, die die Kerne von nahe gelegenen Milchstraßen umgeben, haben eine sehr schnelle Bewegung von Keplerian offenbart, die nur mit einer hohen Konzentration der Sache im Zentrum möglich ist. Zurzeit sind die einzigen bekannten Gegenstände, die genug Sache in solch einem kleinen Raum einpacken können, schwarze Löcher oder Dinge, die sich zu schwarzen Löchern innerhalb von astrophysically kurzen Zeitskalen entwickeln werden. Für aktive Milchstraßen weiter weg kann die Breite von breiten geisterhaften Linien verwendet werden, um das Gasumkreisen in der Nähe vom Ereignis-Horizont zu untersuchen. Die Technik des Widerhalls, der Gebrauch-Veränderlichkeit dieser Linien kartografisch darstellt, um die Masse und vielleicht die Drehung des schwarzen Loches zu messen, das "den Motor" der aktiven Milchstraße antreibt.

denkt, sind solche supermassiven schwarzen Löcher im Zentrum von vielen Milchstraßen der "Motor" von aktiven Gegenständen wie Milchstraßen von Seyfert und Quasare.

Supermassive schwarze Loch-Hypothese

Astronomen sind überzeugt, dass unsere eigene Milchstraße-Milchstraße ein supermassives schwarzes Loch an seinem Zentrum, 26,000 Lichtjahre vom Sonnensystem, in einem Gebiet genannt Sagittarius A* weil hat:

• Der Stern S2 folgt einer elliptischen Bahn mit einer Periode von 15.2 Jahren und einem pericenter (nächste Entfernung) von 17 leichten Stunden (oder 120 AU) vom Zentrum des Hauptgegenstands.
• Von der Bewegung des Sterns S2 kann die Masse des Gegenstands als 4.1 Millionen Sonnenmassen geschätzt werden.
• Der Radius des Hauptgegenstands muss bedeutsam weniger als 17 leichte Stunden sein, weil sonst S2 entweder damit kollidieren oder durch Gezeitenkräfte zerrissen werden würde. Tatsächlich zeigen neue Beobachtungen an, dass der Radius nicht mehr als 6.25 leichte Stunden über das Diameter der Bahn des Uranus ist.
• Nur ein schwarze Loch ist dicht genug, um 4.1 Millionen Sonnenmassen in diesem Volumen des Raums zu enthalten.

Das Institut von Max Planck für Extraterrestrial Physics and UCLA Galactic Center Group hat die stärksten Beweise bis heute zur Verfügung gestellt, dass Sagittarius A* die Seite eines supermassiven schwarzen Loches ist, das auf Daten vom ESO und dem Fernrohr von Keck gestützt ist. Unser galaktisches schwarzes Hauptloch wird berechnet, um eine Masse von etwa 4.1 Millionen Sonnenmassen oder ungefähr 8.2 × 10 Kg zu haben.

Supermassive schwarze Löcher außerhalb der Milchstraße

Es wird jetzt weit akzeptiert, dass das Zentrum fast jeder Milchstraße ein supermassives schwarzes Loch enthält. Die nahe Beobachtungskorrelation zwischen der Masse dieses Loches und der Geschwindigkeitsstreuung der Gastgeber-Milchstraße-Beule, die als die M Sigma-Beziehung bekannt ist, deutet stark eine Verbindung zwischen der Bildung des schwarzen Loches und der Milchstraße selbst an.

Die Erklärung für diese Korrelation bleibt ein ungelöstes Problem in der Astrophysik. Es wird geglaubt, dass schwarze Löcher und ihre Gastgeber-Milchstraßen coevolved zwischen 300-800 Millionen Jahren nach dem Urknall, eine Quasar-Phase durchführend und aufeinander bezogene Eigenschaften entwickelnd, aber Modelle unterscheiden sich auf der Kausalität dessen, ob schwarze Löcher Milchstraße-Bildung oder umgekehrt und folgende Bildung ausgelöst haben, nicht ausgeschlossen werden können. Die unbekannte Natur der dunklen Sache ist eine entscheidende Variable in diesen Modellen.

Die nahe gelegene Andromeda Galaxy, 2.5 Millionen Lichtjahre weg, enthält (1.1-2.3) × 10 schwarzes Sonnenmassenhauptloch, das bedeutsam größer ist als die Milchstraße. Das größte supermassive schwarze Loch in der Nachbarschaft der Milchstraße scheint, dieser von M87 zu sein, an Sonnenmassen in einer Entfernung von 53.5 Millionen Lichtjahren wiegen lassend. Am 5. Dezember 2011 haben Astronomen das größte super massive schwarze Loch entdeckt, das noch gefunden ist, dieser von NGC 4889 zu sein, an 21 Milliarden Sonnenmassen in einer Entfernung von 336 Millionen Lichtjahren weg in der Koma-Konstellation wiegen lassend.

Einige Milchstraßen, wie Milchstraße 0402+379, scheinen, zwei supermassive schwarze Löcher an ihren Zentren zu haben, ein binäres System bildend. Wenn sie kollidieren würden, würde das Ereignis starke Gravitationswellen schaffen. Wie man glaubt, sind binäre supermassive schwarze Löcher eine allgemeine Folge von galaktischen Fusionen. Das binäre Paar in OJ 287, 3.5 Milliarden Lichtjahre weg, enthält das vorherige massivste schwarze Loch bekannt (bis zur Entdeckung im Dezember 2011) mit einer auf 18 Milliarden Sonnenmassen geschätzten Masse.

Ein supermassives schwarzes Loch wurde kürzlich in der Zwergmilchstraße Henize 2-10 entdeckt, der keine Beule hat. Die genauen Implikationen für diese Entdeckung auf der schwarzen Loch-Bildung sind unbekannt, aber können anzeigen, dass sich schwarze Löcher vor Beulen geformt haben.

Am 28. März 2011 wurde ein supermassives schwarzes Loch (SMBH) zum ersten Mal gesehen, eine Mitte Größe-Stern abreißend. D. h. gemäß Astronomen, der einzigen wahrscheinlichen Erklärung der Beobachtungen an diesem Tag der plötzlichen Röntgenstrahl-Radiation und der Anschlußbreitbandbeobachtungen. Die Quelle war vorher ein untätiger galaktischer Kern, und von der Studie des Ausbruchs, wie man schätzt, ist der galaktische Kern ein SMBH mit der Masse der Ordnung von einer Million Sonnenmassen. Wie man annimmt, ist dieses seltene Ereignis ein relativistischer Ausfluss (Material, das in einem Strahl an einem bedeutenden Bruchteil der Geschwindigkeit des Lichtes wird ausstrahlt) von einem durch den SMBH Gezeiten-gestörten Stern. Wie man erwartet, hat sich ein bedeutender Bruchteil einer Sonnenmasse des Materials auf den SMBH vereinigt. Nachfolgende langfristige Beobachtung wird dieser Annahme erlauben, bestätigt zu werden, wenn die Emission vom Strahl an der erwarteten Quote für die Massenzunahme auf einen SMBH verfällt.

Siehe auch

• Aktiver galaktischer Kern
• Schwarzes Loch
• Milchstraße
• Galaktisches Zentrum
• Hyperkompaktsternsystem
• Neutronenstern
• Quasar
• M Sigma-Beziehung
• Schütze *
• Drehungsflip

Weiterführende Literatur

Links

• Schwarze Löcher: Das Unbarmherzige Ziehen des Ernstes Preisgekrönte interaktive Multimediawebsite über die Physik und Astronomie von schwarzen Löchern vom Raumfernrohr-Wissenschaftsinstitut
• Images von supermassiven schwarzen Löchern
• Images von NASA von supermassiven schwarzen Löchern
• Das schwarze Loch am Herzen der Milchstraße
• ESO Videobüroklammer von Sternen, die ein galaktisches schwarzes Loch umkreisen
• Stern, der Massive Milchstraße-Zentrum-Annäherungen an innerhalb von 17 Leichten Stunden ESO, am 21. Oktober 2002 Umkreist
• Images, Zeichentrickfilme und neue Ergebnisse von UCLA Galactic Center Group
• Artikel Washington Post über Supermassive schwarze Löcher
• Eine Simulation der Sterne, die das schwarze massive Hauptloch der Milchstraße umkreisen