Gibt es Planetensysteme um Schwarze Löcher?

Archiv: Röntgenaufnahme von Sagittarius A* im Zentrum unserer Galaxie. | Copyright: NASA/CXC/MIT/F.K.Baganoff

Leicester/ England - Im Zentrum der meisten bekannten Galaxien befindet sich ein Schwarzes Loch. Auch in unserer Milchstraße lauert mit Sagittarius A* ein solches gefräßiges Monster mit einer Masse, die jene der Sonne um das Millionenfache übertrifft. Im Vergleich den Schwarzen Löchern in vielen anderen Galaxien verhält sich der Mittelpunkt unserer Galaxie bislang jedoch erstaunlich ruhig und verschlingt nur alle 100.000 Jahre einen der ihm nahe gelegenen Sterne. Das fortwährende grummelnde Ausbrechen kleinerer Röntgenstrahlen- und Infraroteruptionen von Sagittarius A* haben Astronomen nun Planeten und Asteroiden zugeschrieben, die ähnlich Planetensystemen um Sterne offenbar auch Schwarze Löcher umkreisen.

Schon lange vermuten Astronomen, dass Schwarze Löcher von einer ringförmigen Region aus Gas und Staub umgeben sind, die aus einer Mischung aus vorzeitlichem kosmischem "Schmutz" und den Überresten von Sternen besteht, die schon vor langer Zeit von dem Schwarzen Loch verschlungen wurden.

Somit gleichen diesen Regionen wahrscheinlich jenen Staub- und Gasscheiben, die sich um junge Sterne bilden und aus welchen später Planeten und andere Himmelskörper entstehen können, sogenannte protoplanetare Scheiben. Könnten ähnliche Prozesse also auch innerhalb der Scheiben um Schwarze Löcher zur Entstehung von Planeten und Asteroiden und somit zu ganzen Planetensystemen führen?

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Immer dann, wenn diese Systeme von der gewaltigen Schwerkraft ihres Schwarzen Lochs zerrissen werden, würden sie auch von diesem verschlungen. Bei diesem Prozess wären dann auch kleinere Eruptionen im Röntgen- und Infrarotbereich zu erwarten - eben so, wie dies fortwährend tatsächlich auch beobachtet und gemessen werden kann.

Wie das Team um Kastytis Zubovas von der "University of Leicester" vorab auf "arXiv.org" berichtet, haben sie die Energetik dieser Prozesse berechnet. Dabei kommen sie zu der Einschätzung, dass die täglichen Ausbrüche aus Sagittarius A* jener Größe entsprechen, wie sie von Asteroiden von bis zu 10 Kilometern Größer zu erwarten wären.

Während also offenbar jeden Tag Asteroiden und Kometen in das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße stürzen, komme es wohl vergleichsweise selten vor, dass auch ganze Planeten verschluckt werden. Die Forscher, so berichtete der "The Physics arXiv-Blog" (technologyreview.com), schätzen, dass solche Ereignisse ebenso selten sind, wie Sterne, die von Schwarzen Löchern verzehrt werden.

Sollten die Forscher Recht haben, so gäbe diese Erkenntnis den Astronomen ein völlig neues Werkzeug an die Hand, um die Vorgänge im Zentrum der Milchstraße zu erkunden. "Die Größe und Frequenz der Ausbrüche lässt auf die Masse und Verteilung von Asteroiden und Planeten schließen, die wahrscheinlich auch unser super-massereiches Schwarzes Loch, Sagittarius A*, umkreisen", so die Autoren des arXiv-Blogs. "Möglicherweise offenbaren diese Beobachtungen dann eine wahrhaft hohe Komplexität und Vielfalt der erwartungsgemäß exotischsten Region in unserer Galaxie.

- Die vollständige Studie finden Sie HIER

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / arxiv.org / technologyreview.com

NASA-Studie: Marsuntergrund war hunderte Millionen Jahre lang nass

Anhand von Kratern und geologischen Aufbrüchen auf dem Mars lassen sich im Untergrund verborgene Tonmineralien analysieren und bestimmen. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | NASA/JPL-Caltech/JHUAPL

Pasadena/ USA - Eine neuen NASA-Studie kommt zu der Einschätzung, dass die am längsten und dauerhaft lebensfreundlich gebliebene Umgebung auf dem Mars nicht auf der Oberfläche sondern unmittelbar im Untergrund des Roten Planeten zu finden war. Diese Einschätzung hat grundsätzliche Auswirkungen auf die Frage, ob es einst auf dem Mars Leben gegeben und wie sich die Marsatmosphäre verändert hatte.

Basierend auf einer neuen Auswertung von langjährigen mineralogischen Kartierungen von mehr als 350 Orten auf dem Mars durch Orbitalsonden von NASA und ESA kommen die Forscher um Bethany Ehlmann vom "California Institute of Technology" und am "Jet Propulsion Laboratory" der NASA (JPL) und John Mustard von der "Brown University" zu der Einschätzung, dass es auf der Marsoberfläche selbst nur für vergleichsweise kurze geologische Zeiträume Wasser in flüssiger Form gegeben hatte. Diese Perioden ereigneten sich erst am Ende einer hunderte Millionen Jahre andauernden Phase, während der warmes Wasser hingegen fortwährend mit Böden und Gestein im Untergrund interagiert hatte.

"Die Arten von Tonmineralien, die sich unmittelbar unterhalb der Oberfläche gebildet haben, sind überall auf dem Mars zu finden", erläutert Mustard, die Ergebnisse der Studie, die aktuell im Fachmagazin "Nature" veröffentlicht wurde. "Jene Arten, die sich auf der Oberfläche gebildet haben, finden sich hingegen nur an einer kleinen Anzahl von Orten auf dem Mars und sind zudem recht selten."

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Zum ersten Mal wurden Tonmineralien auf dem Mars 2005 entdeckt und deuteten seither für viele Wissenschaftler darauf hin, dass der Rote Planet im Gegensatz zu heute einst auch warme und feuchte Phasen durchlebt hatte. Sollten diese Bedingungen für genügend lange Zeiten auch auf der Oberfläche des Mars geherrscht haben, müsste der Mars damals aber auch eine deutlich dichtere Atmosphäre als heute gehabt haben, um etwa die Wassermengen vor dem Verdampfen ins All oder dem Zufrieren bewahrt zu haben. Aus diesem Grund suchen Wissenschaftler seither nach Hinweisen auf einen Prozess, durch den diese postulierte dichte Atmosphäre selbst nach und nach ins All entwichen sei konnte.

Die neue Studie stützt nun jedoch eine alternative Hypothese, nach der über geologische lange Zeiträume beständig warmes Wasser lediglich im Marsuntergrund zu finden war und die zahlreichen geologischen Strukturen, die dennoch gewaltige Wassererosion an und auf der Oberfläche des Planeten belegen, lediglich während vergleichsweise kurzer Perioden entstanden sind, während derer es auch auf der Oberfläche des Roten Planeten große Wassermengen in flüssiger Form gab.

"Doch auch wenn es an der Oberfläche nur für vergleichsweise kurze Zeit lebensfreundliche Habitate gab, bedeutet dies nicht, dass die Aussichten für Leben auf dem Mars damit schlechter geworden sind", kommentiert Ehlmann die Schlussfolgerungen der aktuellen Studie. "Aber es sagt uns, nach welcher Art von potentiell lebensfreundlicher Umgebung wir suchen sollten: Die langfristig stabilsten Habitate auf dem Mars fanden sich offenbar nicht an der Oberfläche, sondern im Untergrund. Auch auf der Erde gibt es unterhalb der Erdoberfläche geothermale Umgebungen mit aktiven Ökosystemen."

Tonmineralien, die sich dort bilden, wo das Verhältnis von mit dem Gestein wechselwirkenden Wassers gering ist, behalten grundsätzlich die gleiche chemischen Elemente bei, wie jene, die im ursprünglichen vulkanischen Gestein gefunden werden, das dann erst später von Wasser verändert wurde.

Die Studie interpretiert die Daten derart, dass es genau diese Art der Eisen- und Magnesiumtone ist, die an den meisten der untersuchten Orte vorgefunden wurden. Im Gegensatz dazu wiesen Umgebungen auf der Oberfläche deutlich größere Mengen an Wasser auf, die das Gestein sehr viel weitreichender verändern konnten. Lösliche Elemente wurden hier vom Wasser weggeschwemmt und es haben sich gänzlich andere Tonmineralien gebildet.

Ein weiterer Hinweis auf die Interpretation der aktuellen Datenauswertung durch Ehlmann und Mustard ist der Nachweis eines Minerals mit dem Namen Prehnit, das sich nur bei Temperaturen von mehr als 200 Grad Celsius bildet. Diese Temperaturen seien sehr viel typischer für hydrothermale Umgebungen unterhalb der Oberfläche als für Oberflächengewässer.

"Unsere Interpretation stellt eine Abkehr von der Vorstellung dar, dass die einst warme und nasse Umgebung vornehmlich auf der Oberfläche des Mars zu finden war. Stattdessen schlagen wir vor, dass sich diese Umweltbedingungen vornehmlich unterhalb der Oberfläche fanden und dies mit nur einigen wenigen Ausnahmen", erläutert ein weiterer Mitautor, Scott Murchie vom "Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory", die Auslegung der Untersuchungsergebnisse.

Eine dieser Ausnahmen könnte der Marskrater Gale darstellen, in dem die mobile Landeeinheit "Curiosity" der noch in diesem Monat anvisierten "Mars Science Laboratory"-Mission landen und nach Spuren von einstigem Wasser und Leben suchen soll. Auch die für 2013 geplanten "MAVEN"-Mission der NASA könnte die Interpretation der Forscher bestätigen oder widerlegen, wenn die Sonde spezifische Messungen der heutigen dünnen Atmosphäre durchführen soll, um anhand dieser Daten Rückschlüsse auf die Geschichte des Planeten ziehen zu können (...wir berichteten).

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / nasa.gov