Computermodelle zeigen, wie ein Schwarzes Loch einen Stern frisst

Schwarze Löcher faszinieren uns alle. Wir fragen Astronomen nach ihnen, wir lesen in den Nachrichten darüber. und sie zeigen sich in TV-Shows und Filmen. Trotz unserer Neugier auf diese kosmischen Bestien wissen wir immer noch nicht alles über sie. Sie verstoßen gegen die Regeln, indem sie schwer zu studieren und zu erkennen sind. Die Astronomen wissen immer noch genau, wie sich stellare Schwarze Löcher bilden, wenn massive Sterne sterben.

All dies wird durch die Tatsache erschwert, dass wir noch keine aus der Nähe gesehen haben. Sich einem zu nähern (wenn wir könnten) wäre sehr gefährlich. Niemand würde es mit einem dieser Monster mit hoher Schwerkraft überleben. So tun Astronomen, was sie können, um sie aus der Ferne zu verstehen. Sie verwenden Licht (sichtbare, Röntgen-, Radio- und Ultraviolettstrahlung), das aus der Region um das Schwarze Loch kommt, um einige sehr kluge Schlüsse über seine Masse, seinen Spin, seinen Jet und andere Eigenschaften zu ziehen. Dann speisen sie all dies in Computerprogramme ein, die zur Modellierung der Aktivität von Schwarzen Löchern entwickelt wurden. Mithilfe von Computermodellen, die auf tatsächlichen Beobachtungsdaten von Schwarzen Löchern basieren, können sie simulieren, was an Schwarzen Löchern passiert, insbesondere wenn man etwas verschlingt.

Was zeigt uns ein Schwarzes Loch - Computermodell??

Nehmen wir an, irgendwo im Universum, im Zentrum einer Galaxie wie unserer eigenen Milchstraße, gibt es ein Schwarzes Loch. Plötzlich flackert ein intensiver Strahlungsblitz aus dem Bereich des Schwarzen Lochs. Was ist passiert? Ein in der Nähe befindlicher Stern ist in die Akkretionsscheibe (die Materialscheibe, die sich in das Schwarze Loch windet) gewandert, hat den Ereignishorizont (den Gravitationspunkt ohne Rückkehr um ein Schwarzes Loch) überschritten und wird durch die starke Gravitationskraft auseinandergerissen. Die Sterngase werden erhitzt, während der Stern zerfetzt wird und dieser Strahlungsblitz seine letzte Kommunikation mit der Außenwelt ist, bevor er für immer verloren geht.

Die verräterische Strahlungssignatur

Diese Strahlungssignaturen sind wichtige Hinweise auf die Existenz eines Schwarzen Lochs, das keine eigene Strahlung abgibt. Alle Strahlung, die wir sehen, kommt von den Gegenständen und dem Material, das sich um sie herum befindet. Daher suchen Astronomen nach den verräterischen Strahlungssignaturen von Materie, die von Schwarzen Löchern verschlungen wird: Röntgenstrahlen oder Radioemissionen, da die Ereignisse, die sie ausstrahlen, sehr energisch sind. 

Nach dem Studium von Schwarzen Löchern in fernen Galaxien stellten die Astronomen fest, dass einige Galaxien plötzlich an ihren Kernen aufleuchten und dann langsam dunkler werden. Die Eigenschaften des abgegebenen Lichts und die Abklingzeit wurden als Signaturen von Schwarzloch-Akkretionsscheiben bekannt, die nahegelegene Sterne und Gaswolken fressen und Strahlung abgeben. Wie ein Astronom sagte: "Wie ein schwarzes Loch, das ein Schild mit der Aufschrift" Hier bin ich !! "aufstellt."

Daten machen das Modell

Mit genügend Daten zu diesen Flareups im Herzen von Galaxien können Astronomen mithilfe von Supercomputern die dynamischen Kräfte simulieren, die in der Region um ein supermassereiches Schwarzes Loch wirken. Was sie gefunden haben, sagt uns viel darüber, wie diese Schwarzen Löcher funktionieren und wie oft sie ihre galaktischen Wirte entzünden.

Zum Beispiel könnte eine Galaxie wie unsere Milchstraße mit ihrem zentralen Schwarzen Loch alle 10.000 Jahre durchschnittlich einen Stern verschlingen. Die Strahlung eines solchen Festmahls lässt sehr schnell nach. Wenn wir also die Show verpassen, werden wir sie möglicherweise längere Zeit nicht wieder sehen. Es gibt jedoch viele Galaxien, und so überblicken Astronomen so viele wie möglich, um nach Strahlungsausbrüchen zu suchen.

In den kommenden Jahren werden Astronomen mit Daten aus Projekten wie Pan-STARRS, GALEX, der Palomar Transient Factory und anderen bevorstehenden astronomischen Untersuchungen überhäuft. Es werden Hunderte von Ereignissen in ihren Datensätzen zu untersuchen sein. Das sollte unser Verständnis von Schwarzen Löchern und den Sternen um sie herum verbessern. Computermodelle werden weiterhin eine große Rolle bei der Erforschung der fortdauernden Geheimnisse dieser kosmischen Monster spielen.