Jets

veranschaulicht, wie sich das Gas in gebündelten Strahlen nahezu mit Lichtgeschwindigkeit im All ausbreiten kann.

Jets

Erläuterungen zu einigen Begriffen:

Galaxienkerne

Aktive Galaxienkerne: Beobachtungen zeigen, daß sich in den Zentren vieler Galaxien sehr wahrscheinlich extrem massereiche, rotierende Schwarze Löcher, mit einer Masse von Millionen bis zu Milliarden von Sonnenmassen, befinden. Das Schwarze Loch verschlingt interstellares Gas und Sterne, die durch Gezeitenkräfte zerrissen werden, wenn sie in den Bann seiner Gravitationskraft geraten. Die bei diesem Vorgang freiwerdende Energie wird in einem bisher noch nicht im einzelnen verstandenen Prozeß dazu verwendet, einen sehr kleinen Teil der angesaugten Materie in Form zweier gebündelter Gasstrahlen (Jets) in Richtung der Rotationsachse des Schwarzen Lochs auszuschleudern.

Schwarzes Loch

Schwarzes Loch: Die Einsteinsche Allgemeine Relativitätstheorie sagt voraus, daß ein Ansammlung von Materie, die so stark komprimiert wird, daß ihr Radius kleiner als ihr Gravitationsradius (Schwarzschildradius) wird, sich von der Außenwelt völlig abkoppelt und ein Schwarzes Loch bildet. Nichts, nicht einmal Licht, kann aus einem solchen Schwarzen Loch entweichen. Im Falle der Sonne ist der Schwarzschildradius etwa drei Kilometer groß. Beobachtungen zeigen, daß sich in den Zentren vieler Galaxien sehr wahrscheinlich extrem massereiche, rotierende Schwarze Löcher, mit einer Masse von einer Million bis zu einigen Milliarden Sonnenmassen, befinden. In Röntgendoppelsternen in der Milchstraße werden Schwarze Löcher mit einer Masse von einigen Sonnenmassen vermutet.

Stoßwellen

Stoßwellen oder Stoßfronten sind Unstetigkeiten in Flüssigkeits- oder Gasströmungen, an denen Dichte, Druck und Geschwindigkeit Sprünge aufweisen. Stoßfronten entstehen unter anderem dann, wenn sich Gegenstände mit Überschallgeschwindigkeit durch ein Medium bewegen, zum Beispiel in der Erdatmosphäre, wenn ein Flugzeug schneller als der Schall fliegt. Die Bugstoßwellen astrophysikalischer Jets bewegen sich mit bis zu 10 000 facher Schallgeschwindigkeit und mit bis zu 99,99 Prozent der Lichtgeschwindigkeit durch den interstellaren bzw. intergalaktischen Raum.

Zurück zur Cosmic Cinema Hauptseite

Transkript des Filmtextes:

Filmtext

Viele Galaxien, wie hier 3C219, besitzen aktive Kerne mit einem massereichen Schwarzen Loch. Dieses verschlingt Gas und Sterne aus seiner Umgebung. Dabei entstehen zwei gebündelte Gasströme, die sich fast mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten können. Diese Jets erstrecken sich senkrecht zur Galaxie Hunderttausende von Lichtjahren in den intergalaktischen Raum, sichtbar durch ihre intensive Radiostrahlung. Die Ausbreitung solcher Jets wird am MPA mit Hilfe von Computern simuliert. Gas strömt mit sechsfacher Schallgeschwindigkeit durch eine Düse in das Rechengebiet, das gleichförmig mit einem dichteren Gas gefüllt ist. Infolge der Überschallgeschwindigkeit bildet sich eine Bugstoßwelle, eine Art Überschallknall. Das Gas im Jet-Strahl wird an dessen Spitze teilweise zur Seite abgelenkt und sammelt sich im turbulenten Kokon an, der den Strahl wie ein Mantel umhüllt. Die Stoß- und Verdünnungs-Wellen im Strahl sind die Ursache dafür, dass der Jet gut kollimiert bleibt.

Neue Sequenzen

SS433

Dieser Film zeigt die Ausbreitung eines präzidierenden Jets. Die Strömungsparameter des 3D Jets sind Beobachtungen des galaktischen Mikroquasar SS433, einem Doppelsternsystem bestehend aus einem Schwarzen Loch mit einigen Sonnenmassen und einem massereichen Stern, entnommen. Die Simulation wurde auf einem Rechengitter mit 360*120*120 Zonen ausgeführt.

Isothermer Jet

Dieser Film zeigt die Ausbreitung eines achsensymetrischen, (beinahe) isothermen Jets, d.h. die Zustandsgleichungen für die Materie des Jets (Gamma=1.01) setzt vorraus, dass sämtliche Bewegungsenergie, die in Stosswellen in Wärme umgewandelt wurde, sofort abgestrahlt wird, so dass die Temperatur der Jet Materie konstant bleibt.

Relativistischer Jet

Dichteentwicklung eines achsensymetrischen, relativistischen Jetstrahls.
Es wird angenommen, dass die Materie des Jets aus relativistischen Elektron-Positron-Paaren besteht. Der Lorentzfaktor des Strahls beträgt 6.6 (d.h die Jetmaterie bewegt sich mit beinahe 99% der Lichtgeschwindigkeit) und die Dichte der Jetmaterie ist um einen Faktor Tausend kleiner als die des umgebenden Mediums durch das der Jet sich bewegt.

Zurück zur Cosmic Cinema Hauptseite