Anaïce Saalmann Quasare und Mikroquasare Seminar: Teilchen, Weltall und Plasmen HU Berlin, WS...

Anaïce Saalmann

Quasare und Mikroquasare

Seminar: Teilchen, Weltall und Plasmen

HU Berlin, WS 2006/07

Quasare und Mikroquasare02.02.2007 2

Fragestellungen

• Welche ungewöhnlichen Entdeckungen fanden im letzten Jhrdt. statt?

• Was ist ein Quasar?• Kann diese Theorie überhaupt stimmen?• Warum interessiert man sich überhaupt für Quasare?• Was ist ein Mikroquasar?• Was gibt es für aktuelle Entdeckungen?


Geschichte

1917Galaxie M87 stößt Jet aus


Geschichte

~1930

Seyfert-Galaxien entdeckt


Geschichte

1954 Cygnus A wird genauer untersucht

1959 In Radioblasen steckt mehr Energie als bei der Vernichtung von 106 M entsteht

Galaxie


Geschichte

Wo kommt diese Energie her?•1.Idee: Produziert Teilchen/ Masse

-> Steady-State-Theorie •2.Idee: Reaktor in dem Teilchen- und Antiteilchen vernichtet werden


Geschichte

1963Hazard bestimmt Position von Radioobjekt 3C 273 genau


Eigenschaften von 3C 273

• Rotverschiebung von 15% -> Entfernung etwa

2,5·109 Lichtjahre• Zeitliche Variabilität von

1 Monat-> Ausdehnung

höchstens 1 Lichtmonat

• Jetlänge über 100.000 Lichtjahre


Was ist das untersuchte Objekt?

Quasistellares Objekt

QUASAR


Heutiger Stand

• Über 100.000 Quasare entdeckt

• Rotverschiebung zwischen 0,06 und 6,4 – Entfernung von

780Mio bis 13Mrd. Lichtjahre

• Freigesetzte Energie:1048 – 1053 Joule– Überstrahlen jede

umliegende Galaxie

• Lichtvariabilität zwischen wenigen Stunden und Monaten – Ausdehnung nicht

viel größer als unser Sonnensystem

• Jets mit Längen von 103 bis 106 Lichtjahren und scheinbarer Überlicht-geschwindigkeit

• 10% der Quasare sind Radioquellen


Standardmodell eines Quasars

- 105 – 1010 M -Rotation

Kerr-Loch



- Ausdehnung ~spc-Drehimpulserhaltung-Reibung -> Strahlung



- Länge 103–106 Lj- Relativistisch- Radio- bzw. γ- Strahlung



-104 – 108 M -Entfernung SL ~10-100pc-Abschwächung d. Strahlung


Kann dieses Modell stimmen?

0,1%

0,7%

6%

42,3%

Energieertrag pro verbrauchter Masse:

235U-Spaltung

H → He Fusion

Schwarzes Loch ( L = 0 )

Kerr Loch ( L = Lmax )


Überlichtgeschwindigkeit?

• Annahme: Knoten in A bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit

• 96% Lichtgeschw.

-> scheinbar 3,5fache Lichtgeschwindigkeit

Bedingungen:

1) Jets relativistisch

2) Jet zeigt in etwa auf uns


Zusammenhang mit AGN


Quasare mit Galaxie


Waren alle Galaxien aktiv?

• Schwarzes Loch im Zentrum jeder Galaxie– Aber nicht überall

aktiv– In unserer Galaxie

Sagittarius A*: etwa 3·106 M (daher ist es früher vermutlich eine Seyfert-Galaxie gewesen)


Bedeutung der Quasare


Aktuelle Entdeckungen

• Mai 2006, mit Hilfe eines Quasars in Galaxie (Alter < 1,5 Mrd. Jahre) molekularen Wasserstoff nachgewiesen

• „Neue Schwarze Löcher entdeckt - Drei auf einmal gab's noch nie“ - tagesschau.de 09.01.07


Was ist ein Mikroquasar?


Vergleich Quasar - Mikroquasar


LS 5039

• Mikroquasar in unserer Galaxie

– Blauer Riese: 20 M – Umlaufzeit: 3,9 Tage– Entfernung 2,5kpc– Jetgeschwindigkeit

~0,2c– Teilchen mit TeV-

Energien!


Observer

Periastron 0

Apastron 0.5

observer

inferior conjunction 0.716

superior conjunction 0.058

Intensität der Strahlung schwankt periodisch über einen Umlauf


Mögliche Ursachen:-Teilchen-beschleunigung?-Absorption im Sternenlicht?

Es gibt noch viel zu untersuchen!


Zusammenfassung

• Quasare gehören zu den Aktiven Galaktischen Kernen

• Sie sind mit die ältesten Objekten, die wir am Sternenhimmel beobachten können

• Vermutlich hatte jede Galaxie einen aktiven Kern mit einem SL, dass meistens nicht mehr gefüttert wird

• Mikroquasare sind die kleinen Brüder von Quasaren

• Sie sind Doppelsternsysteme mit kleinem SL oder Neutronenstern

• Kommen auch in unserer Galaxie vor und dienen als Untersuchungsobjekt, um das Verhalten der Quasare zu untersuchen


Cygnus X-1

• 1972 entdeckt• Nächster Mikroquasar:

Entfernung etwa 8000LJ• Begleitstern: blauer Riese

mit 18 M, r= 17 R • Umlaufzeit: 5,6 Tage

• Abstand 20 R

• Variabilität im ms-Bereich

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