🌀 Erste direkte Beobachtung der Raumzeitverzerrung nahe einem Schwarzen Loch
Forscher haben ein seltenes Ereignis untersucht, bei dem ein Stern einem supermassereichen Schwarzen Loch namens AT2020afhd zu nahe kam. Die intensive Gravitationskraft zerriss den Stern und sammelte seine Trümmer in einer wirbelnden Scheibe. Gleichzeitig wurden Materiejets mit einer Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit ausgestoßen, was eine einzigartige kosmische Szene für die Studie bot.
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Bei der Analyse der Röntgen- und Radiosignale stellte das Team fest, dass die Scheibe und die Jets im Einklang oszillierten, mit einem regelmäßigen Rhythmus von zwanzig Tagen. Diese Synchronisation zeigt, dass die Raumzeit selbst durch die Rotation des Schwarzen Lochs gezogen wird, was die Vorhersagen der allgemeinen Relativitätstheorie mit beispielloser Genauigkeit bestätigt.
Um diese Ergebnisse zu erzielen, nutzten die Wissenschaftler Daten von Teleskopen wie dem Swift-Observatorium und dem Very Large Array. Diese Instrumente ermöglichten es, die Helligkeits- und Radiovariationen zu verfolgen und wiederkehrende Muster aufzudecken, die die Verzerrung des Raums verraten. Eine spektroskopische Analyse trug ebenfalls zum Verständnis der Zusammensetzung des umgebenden Materials bei.
Die in Science Advances veröffentlichte Arbeit stellt einen wichtigen Schritt in der Astrophysik dar. Sie ermöglicht es, die Eigenschaften Schwarzer Löcher besser zu erfassen und verstärkt unser Verständnis der grundlegenden Gesetze, die den Kosmos regieren, ohne übermäßig aufwändige Technologien zu benötigen.
Eine künstlerische Darstellung zeigt die Akkretionsscheibe um ein Schwarzes Loch, wobei der innere Bereich oszilliert. Dies entspricht einer Änderung der Ausrichtung der Umlaufbahn der Materie um das zentrale Objekt.
Credit: NASA
Wie zerreißen Schwarze Löcher Sterne?
Wenn ein Stern einem supermassereichen Schwarzen Loch zu nahe kommt, erfährt er ein Gezeitenstörungsereignis oder TDE. Die Gravitationskraft des Schwarzen Lochs ist so intensiv, dass sie den Stern streckt und zerreißt. Dieser Prozess setzt eine beträchtliche Menge Energie frei, die in Form von Licht und Strahlung über weite Entfernungen sichtbar ist.
Die Trümmer des Sterns bilden dann eine Akkretionsscheibe um das Schwarze Loch, die mit hohen Geschwindigkeiten rotiert. Diese Scheibe heizt sich auf und emittiert Strahlung, insbesondere Röntgenstrahlen, während ein Teil der Materie in Form mächtiger Jets ausgestoßen werden kann. Diese Jets bewegen sich nahezu mit Lichtgeschwindigkeit und erzeugen Radiosignaturen, die von erdgebundenen Teleskopen nachgewiesen werden können.
Diese Ereignisse sind selten, bieten aber ein einzigartiges Fenster in die Dynamik Schwarzer Löcher. Sie ermöglichen es zu beobachten, wie Materie angezogen und umgewandelt wird, und enthüllen Details über die Rotation und Masse des zentralen Objekts. TDEs dienen somit als natürliche Laboratorien, um Theorien unter extremen Bedingungen zu überprüfen.