Primordiales Schwarzes Loch jenseits von Neptun? | Astronomie.de - Der Treffpunkt für Astronomie

Primordiales Schwarzes Loch jenseits von Neptun?

P_E_T_E_R

Mitglied
Avi Loeb ist ja mittlerweile bekannt als enfant terrible der Astronomie, der nicht nur seine Berufskollegen, sondern auch die Öffentlichkeit mit häufig überraschenden, aber doch gut recherchierten Ideen verblüfft. Dazu gehörte unlängst die Interpretation von 'Oumuamua als mögliches interstellares Alien-Raumschiff.

Jetzt hat er einen weiteren aufsehenerregenden Vorschlag: Wär es nicht möglich, dass jener mysteriöse neunte Planet (Planet Nine) jenseits von Neptun, nach dem nun schon eine Weile vergeblich gesucht wird, solch ein hypothetisches Primordiales Schwarzes Loch sein könnte? Und er hat auch schon eine Idee, wie man danach suchen könnte, nämlich mit dem im Bau befindlichen Large Synoptic Survey Telescope (LSST):

Searching for Black Holes in the Outer Solar System with LSST

Planet Nine has been proposed to potentially be a black hole in the outer solar system. We investigate the accretion flares that would result from impacts of small Oort cloud objects, and find that the upcoming LSST observing program will be able to either rule out or confirm Planet Nine as a black hole within a year.

Scientists propose plan to determine if Planet Nine is a primordial black hole
 

Emmisionsnebel

Mitglied
Hallo Peter,

We investigate the accretion flares that would result from impacts of small Oort cloud objects, and find that the upcoming LSST observing program will be able to either rule out or confirm Planet Nine as a black hole within a year.
Verstehe ich das richtig? Der Plan ist, das Schwarze Loch anhand von Helligkeitsausbrüchen zu finden, die durch Akkretion von Objekten aus der Oortschen Wolke entstehen?
Der Schwarzschildradius eines potentiellen primordialen Schwarzen Lochs mit 5-10 Erdmassen (was laut Wiki die Masse von Planet Nine wäre) beträgt doch aber nur grob 4 bis 8 Zentimeter! Das ist angesichts dem unfassbar großen leeren Raum doch praktisch nichts... Da dürfte die Wahrscheinlichkeit für ein Ereignis wie Kollision, bzw. dann auch Akkretion doch bei praktisch null liegen, oder ist das durch die hohe Masse wahrscheinlicher als ich denke?

Vor allem ein Jahr....das kommt mir einfach sehr optimistisch vor...

Viele Grüße
Kalle
 

Mischa

Mitglied
Hi Kalle,

ich hab mal kurz reingeschaut. Der Vorschlag eines primordialen Schwarzen Loches kam nicht von Loeb sondern von Scholz et al. 2019. Das Schwarze Loch akkretiert im Lauf der Zeit interstellares Gas, welches sich in seiner Umgebung aufheizt. Kommt ein transneptunischer Schneeball dieser Scheibe nahe genug, wird er aufgeheizt und zerrissen. Das Lichtsignal soll das LSST nachweisen koennen. Statistisch wuerde man offenbar genuegend Ereignisse dieser Art erwarten, um das nach einem Jahr ausschliessen zu koennen. So zumindest die Rechnungen in dem Paper.

mischa
 

Emmisionsnebel

Mitglied
Ah ok, danke für die Erklärung Mischa!
Ich hab zu dem Paper noch eine Frage. Da steht folgendes:

"For a background ISM density of pg;1 and temperature of Tg;1 (corresponding to a background sound speed of cs;g;1~
pkBT1/mp, where kB is the Boltzmann constant and mp is the Proton mass) surrounding a PNBH with mass MBH, the density and temperature begin to increase significantly beyond their background values interior to a radius of Racc ~ (2GM/c2s;g;1)." (Tut mir leid das sich die Formatierung der Formeln geändert hat, am besten schaut ihr im Paper nach, das ist im ersten Abschnitt der zweiten Seite.)

Also, wie du ja auch schreibst, befindet sich das Schwarze Loch vor einem Hintergrund aus interstellarer Materie mit einer Dichte und Temperatur (wofür steht denn das kleine Unendlichzeichen hinter p und T eigentlich?). Jetzt wird hier beschrieben, dass davon die Größe c "backround sound speed" abhängt. Ist das die Schallgeschwindigkeit in der interstellaren Materie, oder was kann ich mir dadrunter vorstellen?

Und jetzt wird eben dieses c in eine Formel eingesetzt, die ich als Formel für den Schwarzschildradius gehalten hätte, wenn nicht eben noch erklärt worden wäre, dass das c in dem Fall nicht die Lichtgeschwindigkeit ist, sondern eben "Sound speed". Wenn meine Annahme stimmt, dass mit c die Schallgeschwindigkeit in dem Hintergrundmedium gemeint ist, was berechnen wir denn dann mit dieser Formel überhaupt? Einen Ereignishorizont für Schall?:unsure:

In dem Paper steht, das ab dieser Grenze die Dichte und Temperatur der ISM stark ansteigt. Wie genau geht das denn aus der Formel hervor?

Viele Grüße
Kalle
 

lawrence

Mitglied
Ein Hallo,

Planet 9, wenn es denn einen solchen gibt, ist mir unter Nibiru bekannt. Sofern das zutrifft? Wennschon, dann eher weit draußen.

Ein Schwarzes Loch müsste sich gravitativ bemerkbar machen und auch eine größere Masse haben.
Möglich ist zwar viel, aber jenseits von Neptun, ohne erkennbare gravitative Wirkung bisher?

lawrene
 

Mischa

Mitglied
Also, wie du ja auch schreibst, befindet sich das Schwarze Loch vor einem Hintergrund aus interstellarer Materie mit einer Dichte und Temperatur (wofür steht denn das kleine Unendlichzeichen hinter p und T eigentlich?).
Ist nicht direkt erklaert, aber ich vermute, damit ist ein unendlicher Abstand vom Schwarzen Loch gemeibnt, bzw in der Praxis ein Abstand, in dem die Anwesenheit des SL gravitativ vernachlaessigbar ist.
So sehe ich das auch. Das ist die Schallgeschwindigkeit der ISM.

Und jetzt wird eben dieses c in eine Formel eingesetzt, die ich als Formel für den Schwarzschildradius gehalten hätte, wenn nicht eben noch erklärt worden wäre, dass das c in dem Fall nicht die Lichtgeschwindigkeit ist, sondern eben "Sound speed". Wenn meine Annahme stimmt, dass mit c die Schallgeschwindigkeit in dem Hintergrundmedium gemeint ist, was berechnen wir denn dann mit dieser Formel überhaupt? Einen Ereignishorizont für Schall?:unsure:
Mit R_acc ist wohl eine Art Akkretionsradius gemeint, soll heissen, wenn ein Teilchen innerhalb dieses Radius gelangt, landet es wahrscheinlich in einer Akkretionsscheibe oder -wolke um das SL. So interpretiere ich das zumindest, aber sicher sagen kann ich es dir nicht. dazu muesste ich das Ding genauer lesen und auch die Referenzen nachverfolgen.

In dem Paper steht, das ab dieser Grenze die Dichte und Temperatur der ISM stark ansteigt. Wie genau geht das denn aus der Formel hervor?
Aus der Formel geht es nicht hervor. Aber wenn das der radius ist, innerhalb dessen das SL Materie um sich herum ansammeln kann, dann beinhaltet das einen Dichte- und Temperaturzuwachs (Reibung durch differentielle Umlaufgeschwindigkeiten).

mischa
 

Emmisionsnebel

Mitglied
Ok, danke Mischa!
Was mir noch schwerfällt, ist sich die Formel vorzustellen. Also, der Schwarzschildradius ist ja der Radius, ab dem die Fluchtgeschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit übersteigt. Da klingt es auch plausibel, dass da die Lichtgeschwindigkeit irgendwie in der Formel auftaucht. Aber wieso denn hier die Schallgeschwindigkeit des Mediums? Das versteh ich nicht ganz, es muss ja einen Grund geben, dass genau diese Geschwindigkeit in der Formel steht und keine andere. Aber wie hängen Schallgeschwindigkeit und Akkretion denn zusammen?
Das würde ich noch ganz gerne verstehen.

Viele Grüße
Kalle
 

cipherclerk

Mitglied
Ich fürchte dass die Frage warum dort die Schallgeschwindigkeit auftaucht noch nicht beantwortet ist: Aus der kinetischen Gastheorie folgt das die Schallgeschwindigkeit in einem Gas etwa der mittleren thermischen Geschwindigkeit gleicht.
Daher berechnen Siraj & Loeb im 2. Abschnitt die Schallgeschwindigkeit aus kB T und dann Racc als jenen Radius unterhalb dem die Schallgeschwindigkeit (= die mittlere thermische Geschwindigkeit) nicht mehr ausreicht um das Gravitationsfeld der Masse M zu verlassen.

CS,
Willi
 
Zuletzt bearbeitet:

P_E_T_E_R

Mitglied
Ich fürchte dass die Frage warum dort die Schallgeschwindigkeit auftaucht noch nicht beantwortet ist ...
Ich verstehe jetzt nicht den Sinn dieser Bemerkung. Die Idee dahinter ist doch klar formuliert:

The Bondi radius comes from setting escape velocity equal to the sound speed and solving for radius. It represents the boundary between subsonic and supersonic infall.
 
Zuletzt bearbeitet:

Emmisionsnebel

Mitglied
Danke Peter und Willi für eure Antworten.

Aus der kinetischen Gastheorie folgt das die Schallgeschwindigkeit in einem Gas etwa der mittleren thermischen Geschwindigkeit gleicht.
Ah ok, das war mir nicht klar, dann ergibt das Sinn. Aber verwendet wird doch garnicht die Formel für die mittlere thermische Geschwindigkeit...ehrlich gesagt weiß ich nicht, was das überhaupt für eine Formel sein soll. Ich dachte erst es wär die, mit der die wahrscheinlichste Geschwindigkeit berechnet werden würde, die lautet aber laut Wiki:
1594584565604.png

Die für die mittlere Geschwindigkeit, die ja nach dem was du schreibst die richtige sein sollte:
1594584651803.png

Im Paper wird aber eine Formel verwendet, die der für die wahrscheinlichste Geschwindigkeit gleicht - mit Ausnahme der 2. Die fehlt da einfach...

Also ich meine jetzt ganz gut verstanden zu haben, warum die Schallgeschwindigkeit verwendet wird und was die Formel macht, aber warum wird nicht einfach die Formel für die wahrscheinlichste Geschwindigkeit genommen, was ist mit der zwei passiert?

Viele Grüße
Kalle
 

ThN

Mitglied
Mike Brown hat zu dem Thema folgendes getwittert:

can we stop it already with the what-if-Planet-Nine-is-a-black-hole stupidity? there is zero reason to think there is even the slightest chance that P9 is a black hole. the idea is perhaps fine for a late night drunken conversations, but not much else. stop it.

Zur Erinnerung: Von Mike Brown selbst stammte die Idee vom hypothetischen Planet 9.

Thomas
 

Emmisionsnebel

Mitglied
Hallo Thomas,

Ich finde das Thema trotzdem spannend und auch wenn es nur eine theoretische Betrachtung ist. Also ich hab aufjedenfall wieder was dazu gelernt, was auch für andere Fälle anzuwenden sein wird, allein deshalb hat sich dieser Beitrag schon gelohnt. Außerdem hat hier nie jemand gesagt oder den Eindruck vermitteln wollen (davon geh ich jetzt einfach mal aus), dass der hypotetische Planet tatsächlich ein Schwarzes Loch ist. Das war doch ohnehin nur eine theoretische Spielerei, oder nicht? Und dafür fand ich das eigentlich ganz spannend. Finde diesen Kommentar dazu deshalb irgendwie unnötig...

Gruß
Kalle
 

M_Hamilton

Mitglied
Hallo,

sehe ich ähnlich. Ich finde diesen Kommentar von @plutokiller Mike Brown unnötig harsch und etwas herablassend.

Viele Grüße
Mark
 

P_E_T_E_R

Mitglied
Mike Brown hat zu dem Thema folgendes getwittert:

can we stop it already with the what-if-Planet-Nine-is-a-black-hole stupidity? there is zero reason to think there is even the slightest chance that P9 is a black hole. the idea is perhaps fine for a late night drunken conversations, but not much else. stop it.

Zur Erinnerung: Von Mike Brown selbst stammte die Idee vom hypothetischen Planet 9.
Jedenfalls zeigt seine Reaktion, dass er sich veräppelt vorkommt. Schließlich sucht er ja nun schon seit einigen Jahren ernsthaft und vergeblich nach einem solchen neunten Planeten, und wenn dafür jetzt ein schwarzes Loch ins Spiel gebracht wird, kann das in der öffentlichen Wahrnehmung schnell zum Synonym für die Jagd nach einem Hirngespinst werden.
 

DocHighCo

Mitglied
Zumal ich meine gelesen zu haben, daß es mittlerweile auch Annahmen gibt, daß sich die Signatur von Planet 9 in den Bahndaten von einigen KB-Objekten immer noch als eine Mischung von Beobachtungsbias und Statistik erweisen könnte. So wasserdicht wie M.Brown vorgibt, sind die Hinweise auf Planet 9 nicht.
Wahrscheinlich entdeckt man auf der Suche nach P9 einiges im äußeren Sonnensystem. Das macht nur nichts an den vermeintlichen Bahnanomalien. Ähnlich wie bei der Entdeckung von Pluto.

Gruß

Heiko
 

Alexander_Funk

Mitglied
Wenn man tatsächlich ein schwarzes Loch in unserem Sonnensystem entdeckt, dann wird es die Menschheit wissenschaftlich enorm nach vorne beschleunigen.
Steht euch vor, dass wir vor unserer Haustür einen Objekt haben werden, an dem man unsere gravitative und quantengravitative Theorien direkt überprüfen können.

Ich denke, NASA, ESA und andere Weltraumagenturen würden direkt Milliaraden von Euros freigeben, um bloß dieses Objekt aus der Nähe zu untersuchen.

Viele Grüße
Alex
 
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