Spiel 97 | Faszination: Astronomie | EXTREMspiel von Lark und Michael | Wolfsieg

Alohomora (5): Rabe, Shatala, Jewel, Fayks

Fayks (6): Alohomora, Sunset, Daro, Rock, Raphii Feles

Feles (1): Xaver

Rabe stimmt auf Alohomora

Rock stimmt auf Alohomora

Shatala stimmt auf Alohomora

Jewel stimmt auf Alohomora

Sunset stimmt auf Feles

Fayks stimmt auf Alohomora

Feles stimmt auf Alohomora

Daro stimmt auf Feles

Alohomora stimmt auf Fayks

Sunset stimmt auf Fayks

Daro stimmt auf Fayks

Rock stimmt auf Fayks

Xaver stimmt auf Feles

Raphii stimmt auf Raphii

Raphii stimmt auf Fayks

Raphii stimmt auf Fayks

Feles stimmt auf Fayks

Raphii stimmt auf Xaver

Als Supernova bezeichnet man das kurzzeitige, helle Aufleuchten eines massereichen Sterns durch eine Explosion am Ende seiner Lebenszeit, die den ursprünglichen Stern vernichtet. Die Leuchtkraft des Sterns nimmt dabei millionen- bis milliardenfach (!) zu - damit wird er kurzzeitig so hell wie eine ganze Galaxie.

(Supernova (heller Punkt links unten) in der Galaxie NGC 4526)

Innerhalb von Sekunden wird dabei etwa ein Foe an beobachtbarer Energie freigesetzt. Das entspricht etwa 3*10^28 Terrawattstunden. Zum Vergleich: Wenn die Sonne während ihrer gesamten Lebensdauer von etwa 10 Milliarden Jahren ihre derzeitige Leuchtkraft hätte, würde sie dabei insgesamt ca. 1,2 foe freisetzen.

Kann uns eine Supernova gefährlich werden?

Es wird geschätzt, dass in der Milchstraße ungefähr 20 Supernovae pro Jahrtausend auftreten, wovon im letzten Jahrtausend immerhin 6 beobachtet wurden. Von vielen vergangenen Supernovae kann man heute mittels Teleskop die schönen Überreste als eine Unterart der kosmischen Nebel erkennen.

Die hellste je beobachtete Supernova war - laut Aufzeichnungen - auch das hellste je vom Menschen beobachtete punktförmige Himmelsobjekt. Diese Supernova ereignete sich in einer Entfernung von astronomisch sehr geringen 7.000 Lichtjahren und hatte nur leichte Auswirkungen auf die Erde: So lassen sich im antarktischen Eis erhöhte Nitratwerte finden, die mit der von der Supernova abgestoßenen Gammastrahlung in Verbindung stehen dürften.

Sollte eine Supernova innerhalb einer Entfernung von bis ca. 100 Lichtjahren zu unserem Sonnensystem stattfinden, hätte dies merkliche Auswirkungen auf die Biosphäre der Erde: DIe Gammastrahlung verwandelt Stickstoff in Stickoxide und könnte die Ozonschicht komplett zerstören, wodurch die Erde gefährlicher Strahlung ausgesetzt wäre. Das Massenaussterben vor etwa 450 Millionen Jahren wird von einigen Forschen durch eine Supernova begründet.

Eine richtig starke Supernova vom Typ Ia könnte aber auch in Entfernungen von bis zu 3.000 Lichtjahren die Erde stark beeinflussen. Als erdnächster bekannter Kandidat für eine künftige Supernova dieses Typs gilt IK Pegasi in lediglich 150 Lichtjahren Entfernung. Bis dieser Stern aber in einer Supernova explodiert, vergeht aber einerseits noch viel Zeit (mehrere MIllionen Jahre) und andererseits wird sich IK Pegasi dann schon ausreichend von unserem Sonnensystem entfernt haben.

Aufgrund der sehr geringen Wahrscheinlichkeit einer ausreichend starken Supernova in Erdnähe, muss man Supernovae also nicht als Gefahr für das Leben auf der Erde ansehen. Zumindest mit großer Wahrscheinlichkeit nicht in den nächsten paar Millionen Jahren.

Was passiert bei einer Supernova?

Grundsätzlichen ist zwischen 3 Grundtypen von Supernovae zu unterscheiden:

• Thermonukleare Supernova vom Typ Ia:

• Kernkollaps-Supernova (Hydrodynamisch): Im Prinzip ist es hier so, dass die Sonne ihren Brennstoff verbraucht, während sich in ihrem inneren Kern immer mehr Eisen unter sehr hohem Druck ansammelt. Der Druck auf bzw. die Dichte des Kerns überschreitet irgendwann eine bestimmte Grenze, wodurch der Kern innerhlab von Millisekunden kollabiert. Dabei erreicht der Kern eine Dichte auf nuklearem Niveau und besteht nur noch aus Neutronen. Es kommt zu einer Supernova-Explosion, welche die Hüllen der Sonne mit Geschwindigkeiten von mehreren Millionen km/h absprengt und ins All schleudert. Der Großteil der abgegebenen Energie (etwa 99%) sind die Neutrinos, welche aufgrund ihrer beinahe-Lichtgeschwindigkeit von irdischen Detektoren bereits einige Stunden vor der optischen Supernova gemessen werden können.
  Zurück bleibt entweder ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch.
• Parainstabilitätssupernova: Dies ist eine besondere Form der Kernkollaps-Supernova, bei der nichts übrig bleibt, weil der komplette Stern zerrissen wird. Hier liegt die abgesetzte Energie dadurch um den Faktor 100 höher - also bei etwa 100 foe.

Was bleibt von der Supernova übrig?

Die Form des Überrestes hängt grundsätzlich von der Masse des Sterns ab. Prinzipiell entsteht ein Neutronenstern, wird der Stern durch das von außen nachfallende Material aber noch schwerer (etwa 3 Sonnenmassen), so kann die Gravitationsdruck den Gegendruck nach außen überwinden => der Sternenrest stürzt endgültig zu einem Schwarzen Loch zusammen.

Der Neutronenstern:

Ein Neutronenstern besteht im Wesentlichen aus Neutronen und ist ein kugelförmiger Körper mit einem Radius von meist 10 bis 12 km (also sehr klein). Doch die Masse dieser kleinen Sternreste beträgt etwa 1,2 bis 2 Sonnenmassen wodurch sie extrem kompakt sind: Die Dichte am Rand beträgt etwa 1 Millionen Tonnen pro m³ - im Kern sind es sogar bis zu 800.000.000.000.000 (8* 10^14) Tonnen (!) pro m³, was etwa der vierfachen Dichte eines Atomkerns entspricht.

Diese Sternenreste rotieren mit einer Geschwindigkeit von bis zu 70.000 km/s (= 1/4 der Lichtgeschwindigkeit) - für noch höhere Geschwindigkeit gibt es zwar noch keinen Nachweis, ausschließen sollte man dies aber nicht.

Durch das von Neutronensternen ausgehende sehr hohe Gravitationsfeld wird Licht gekrümmt, wodurch Teile der Rückseite des Sterns von einem vorderen Blickfeld aus gesehen werden können. Die Temperatur im Inneren beträgt bis zu 100 Milliarden Grad Celcius.

Des Weiteren haben Neutronensterne ein extrem starkes Magnetfeld, wodurch Atome im Einflussbereich eine längliche Zigarrenform annehmen!

Schwarzes Loch:

Ein Schwarzes Loch ist ein Objekt, dessen Masse noch stärker komprimiert ist, als dies bei Neutronensternen der Fall ist. Die Gravitation ist hier so hoch, dass nicht einmal das Licht den als Ereignishorizont bezeichneten Berich verlassen oder durchlaufen kann. Alles was einmal innerhalb des Ereignishorizonts ist, kommt da also nie wieder raus.

Die größten bekannten Schwarzen Löcher werden supermassenreiche Schwarze Löcher genannt (bis zu mehrere Milliarden Sonnenmassen schwer!) und stehen im Zentrum von Galaxien.

Kollisionen von Schwarzen Löchen bringen die Raumzeit zum "vibrieren" und lösen sogenannte Gravitationswellen aus, deren direkter Nachweis erstmals 2016 gelungen ist. Diese Gravitationswellen stauchen und strecken vorübergehend Abstände innerhalb des Raumbereichs.

Was würde mit der Umlaufbahn der Erde passieren, wenn man die Sonne (oder auch den Mond) durch ein Schwarzes Loch gleicher Masse austauschen würde?

Nichts. Die Erde würde nach wie vor die exakt gleichen Bahnen ziehen, wie sie es auch machen würde, wenn dort nachwievor die Sonne wäre. Das Schwarze Loch hat nämlich ebenso "lediglich" eine Gravitationskraft, durch die es mit der Erde wechselwirkt - und wenn die Masse der Sonne und des hypothetischen Schwarzen Lochs ident sind, macht das nunmal keinen Unterschied.
Ein Schwarzes Loch mit der Masse unserer Sonne wäre übrigens nur etwa 2,9 Kilometer groß. Würde man ein Schwarzes Loch mit der Masse der Erde kreieren, wäre dieses nur 9 Millimeter "groß".

Außerhalb des Ereignishorizonts verhält sich das Schwarze Loch also wie ein normaler Massenkörper.
Von außen erscheint der Ereignishorizont visuell als komplett schwarzes sowie undurchsichtiges Objekt (weil ja nichtmal Licht diesen Bereich verlassen kann und damit auch nicht zu uns durchdringen kann) und in dessen äußerem Rand wird der dahinterliegende Raum wie durch eine optische Linse verzerrt abgebildet.

Vor fast genau 2 Jahren ist eine Sensation gelungen, als man dank des Event Horizon Telescopes (EHT) das supermassereiche Schwarze Loch der Galaxie Messier 87 mittels Radioaufnahmen visuell abbilden konnte.

Und erst vor wenigen Tagen - am 16.04.2021 - veröffentlichte man drei weitere Aufnahmen von diesem Schwarzen Loch und seines abgehenden Jets:

Wieso "sieht" man das Schwarze Loch in der Mitte von Galaxien nun bei Aufnahmen im sichtbaren Bereich nicht? Das liegt daran, dass die Akkretionsscheibe, die ein Schwarzes Loch umgibt, dieses überstrahlt. Dieser helle, aktive Kern von Galaxien wird Quasar genannt.

Die Leuchtrkraft der stärksten Quasare entspricht mehreren hundert Billionen Sonnenleuchtkräften!

Quellen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Supernova

https://de.wikipedia.org/wiki/Neutronenstern

https://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzes_Loch

https://www.scinexx.de/news/kosmos/sc…ollen-spektrum/

https://de.wikipedia.org/wiki/Quasar