Wissenschaftler haben ein schwarzes Loch gemessen, das sich mit einem Viertel der Lichtgeschwindigkeit dreht

Einem Team von Astronomen ist es gelangt, die Drehgeschwindigkeit eines entfernten supermassiven Schwarzen Lochs zu berechnen und dafür kam die zufällige Begegnung des Objekts mit einem Stern – den Stern sofort zerstört haben.

Alle Schwarzen Löcher besitzen einen Spin, den sie durch ihre Wechselwirkungen mit anderer Materie im Weltraum entwickeln. Wenn Schwarze Löcher durch die Ansammlung von Materie wachsen, können sie sich schneller drehen; wenn sie durch die Verschmelzung mit anderen massereichen Objekten wachsen, neigen sie dazu, langsamer zu werden. In seiner jüngsten Arbeit gelang es dem Team, Die Wissenschaftler haben versucht, die Rotation eines supermassiven Schwarzen Lochs abzuleiten, indem sie das Taumeln seiner Akkretionsscheibe messen, nachdem ein Stern von dem gigantischen Objekt zerstört – ein höfliches Wort für „zerrissen“ – wurde. Sie fanden heraus, dass die Rotation des Schwarzen Lochs weniger als 25 % der Lichtgeschwindigkeit betrug – langsam, zumindest für ein Schwarzes Loch. Die Forschung des Teams war … veröffentlicht heute in der Natur.

„Die Drehung eines Schwarzen Lochs ist an seine Entwicklung gebunden. Beispielsweise neigt ein Schwarzes Loch, das durch stetige Ansammlung von Gas über Milliarden von Jahren gewachsen ist, dazu, eine hohe Drehung zu haben, während ein Schwarzes Loch, das durch die Verschmelzung mit anderen Schwarzen Löchern gewachsen ist, eine langsame Drehung haben sollte“, sagte Dheeraj Pasham, Astronom am MIT und Hauptautor des neuen Artikels, in einer E-Mail an Gizmodo.

Schwarze Löcher sind Raumzeitbereiche mit so starken Gravitationsfeldern, dass nicht einmal Licht kann ihnen entkommen jenseits eines bestimmten Punktes, der Ereignishorizont genannt wird. Aber Schwarze Löcher ziehen auch viel Material in ihre Nähe an, was genial ist und Forschern ermöglicht die Untersuchung der Physik dieser schattenhaften Ungetüme. Das Material – eine Ansammlung von gesteinsschutt, Staub und Gas– ist die Akkretionsscheibe des Schwarzen Lochs, und sein helles Glühen ermöglicht es dem Event Horizon Telescope , direkt bild schwarzes loch schatten.

„Es gibt andere Modi, in denen supermassive Schwarze Löcher – und damit ihre Wirtsgalaxien – im Laufe der Zeit wachsen können, und jeder Modus hat eine spezifische Vorhersage für die Spinverteilung“, fügte Pasham hinzu. „Wenn wir also die Spinstörung supermassiver Schwarzer Löcher messen können, können wir eingrenzen, wie sie (und ihre Wirtsgalaxien) im Laufe der kosmischen Zeit gewachsen sind.“

Gelegentlich geraten unglückliche Sterne, die zu nahe an einem Schwarzen Loch vorbeifliegen, in dessen Gezeitenkraft und werden in Stücke gerissen. Ein Teil des Sterns wird möglicherweise in den Weltraum geschleudert, während ein anderer Teil zu einer Masse überhitzten Sternmaterials gestreckt wird, das Teil der Akkretionsscheibe des Schwarzen Lochs wird.

Der rotierende Riese wurde im Februar 2020 entdeckt, als die Zwicky Transient Facility einen Lichtblitz von einem Objekt registrierte, das 1 Milliarde Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Das Team untersuchte die Lichtquelle, bei der es sich vermutlich um eine Gezeitenstörung handelte, über 200 Tage lang mit dem NICER-Teleskop der NASA, das den Kosmos bei Röntgenwellenlängen beobachtet.

Die Gruppe entdeckte, dass die Röntgenemission der Quelle alle 15 Tage ihren Höhepunkt erreichte. Daraus schloss das Team, dass diese Höhepunkte auftraten, wenn die Akkretionsscheibe direkt auf das Teleskop ausgerichtet war. Von diesem scheinbaren Taumeln der Akkretionsscheibe aus betrachtet, berücksichtigte das Team die ungefähre Masse des Schwarzen Lochs sowie die des Sterns, von dem es Material abgeschöpft hatte. So kamen sie zu einer Schätzung der Rotation des Schwarzen Lochs selbst.

Es ist nicht das erste Mal, dass die Rotation eines Schwarzen Lochs berechnet wurde. Bereits 2019 hat ein Team, zu dem auch Pasham gehörte, ein Signal gefunden dass sie mit einem schwarzen Loch in Verbindung brachten, das mit etwa der halben Lichtgeschwindigkeit rotiert. Wie Pasham Gizmodo erklärte, ist die Natur dieses Signals jedoch „immer noch ein Mysterium“, wohingegen die neue Messung der Drehung des schwarzen Lochs gemäß der einschlägigen Theorie entspricht. ies. Obwohl ein Schwarzes Loch mit einem Viertel der Lichtgeschwindigkeit (167.654.156 Meilen pro Stunde oder 74.948.114 Meter pro Sekunde ) für unsere einfachen menschlichen Bedingungen immer noch sehr schnell ist, müssen wir daran denken, dass es hier um einige der extremsten Objekte im Universum geht.

Pasham fügte hinzu, dass sich ein Schwarzes Loch nicht schneller als 94 % der Lichtgeschwindigkeit drehen kann, also 281.804.910,52 m/s. Kip Thorne hat berechnet im Jahr 1974. Dieses Maximum ist auf das Drehmoment auf das Schwarze Loch zurückzuführen ist, das durch die von der Akkretionsscheibe ausgesandte und vom Schwarzen Loch verschluckte Strahlung erzeugt wird. Das MIT hat auch ein hilfreiches Video produziert, um den Leuten die neuen Entdeckungen zu erläutern. Sie können sich unten ansehen:

Röntgenblitze von weit entfernten Objekten im Weltall sind oft ein Zeichen dafür, dass Schwarze Löcher ihre üblichen Mätzchen machen. Im Jahr 2021 stellte ein Team, dem auch Pasham angehörte, fest, dass ein seltsames Objekt im Weltall, das als „die Kuh“ bekannt ist, möglicherweise die Geburt eines schwarzen Lochs; im Jahr 2022 erwies sich ein weiterer Blitz von einem 8,5 Milliarden Lichtjahre entfernten Objekt als das bisher am weitesten entfernte Gezeitenereignis, und dessen schwarzes Loch einen Strahl aus überhitztem Material direkt auf die Erde schoss.

Das Team wird weiterhin Gezeitenstörungsereignisse katalogisieren, mit dem Ziel, die Spinverteilung supermassiver Schwarzer Löcher herauszufinden. Der Weg zum Verständnis des Universums der Schwarzen Löcher ist lang, aber die Entschlüsselung ihrer Physik könnte uns helfen, einige der größten Geheimnisse des Universums zu lösen.

Eine Version dieses Artikels erschien ursprünglich auf Gizmodo.