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Anaïce Saalmann
Quasare und Mikroquasare
Seminar: Teilchen, Weltall und Plasmen
HU Berlin, WS 2006/07
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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?
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Geschichte
1917Galaxie M87 stößt Jet aus
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Geschichte
~1930
Seyfert-Galaxien entdeckt
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Geschichte
1954 Cygnus A wird genauer untersucht
1959 In Radioblasen steckt mehr Energie als bei der Vernichtung von 106 M entsteht
Galaxie
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Geschichte
Wo kommt diese Energie her?•1.Idee: Produziert Teilchen/ Masse
-> Steady-State-Theorie •2.Idee: Reaktor in dem Teilchen- und Antiteilchen vernichtet werden
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Geschichte
1963Hazard bestimmt Position von Radioobjekt 3C 273 genau
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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
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Was ist das untersuchte Objekt?
Quasistellares Objekt
QUASAR
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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
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Standardmodell eines Quasars
- 105 – 1010 M -Rotation
Kerr-Loch
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Standardmodell eines Quasars
- Ausdehnung ~spc-Drehimpulserhaltung-Reibung -> Strahlung
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Standardmodell eines Quasars
- Länge 103–106 Lj- Relativistisch- Radio- bzw. γ- Strahlung
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Standardmodell eines Quasars
-104 – 108 M -Entfernung SL ~10-100pc-Abschwächung d. Strahlung
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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 )
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Kann dieses Modell stimmen?
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Kann dieses Modell stimmen?
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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
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Zusammenhang mit AGN
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Quasare mit Galaxie
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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)
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Bedeutung der Quasare
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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
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Was ist ein Mikroquasar?
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Vergleich Quasar - Mikroquasar
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LS 5039
• Mikroquasar in unserer Galaxie
– Blauer Riese: 20 M – Umlaufzeit: 3,9 Tage– Entfernung 2,5kpc– Jetgeschwindigkeit
~0,2c– Teilchen mit TeV-
Energien!
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Observer
Periastron 0
Apastron 0.5
observer
inferior conjunction 0.716
superior conjunction 0.058
Intensität der Strahlung schwankt periodisch über einen Umlauf
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Mögliche Ursachen:-Teilchen-beschleunigung?-Absorption im Sternenlicht?
Es gibt noch viel zu untersuchen!
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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
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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