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Auch die Jets vereinigen sich
von
Rainer Kayser
31.
August 2010
Kollisionen und Verschmelzungen von Galaxien sind im
Universum weit verbreitet. Neue Computersimulationen haben nun gezeigt, dass bei
solchen kosmischen Zusammenstößen nicht nur die supermassereichen Schwarzen
Löcher im Zentrum der Galaxien verschmelzen, sondern auch die gebündelten
Materiestrahlen, die aus ihrer unmittelbaren Umgebung ins All schießen.
Ein aktives
Schwarzes Loch umgeben von einer
Akkretionsscheibe. Gut erkennbar sind die beiden
gewaltigen Jets.
Bild: NASA / GSFC / Alfred Kamajian |
Wenn Schwarze Löcher miteinander verschmelzen, vereinigen sich auch die von
ihnen ausgehenden Materiestrahlen. Dabei kommt es zu einem über Milliarden von
Lichtjahren messbaren Ausbruch elektromagnetischer Strahlung. Das zeigen
Computersimulationen, die ein Forschertrio aus Kanada und den USA unlängst im
Fachblatt Science präsentieren.
Die gleichzeitige Messung dieses typischen elektromagnetischen
Strahlungsausbruchs und von Gravitationswellen könnte sich, so die Forscher, als
wertvolles astrophysikalisches Werkzeug für die Untersuchung der Dunklen Energie
oder für die Suche nach Abweichungen von der Allgemeinen Relativitätstheorie
erweisen.
In der kosmischen Entwicklungsgeschichte spielen Zusammenstöße und
Verschmelzungen von Galaxien eine wichtige Rolle. Die meisten Galaxien
beherbergen in ihren Zentren supermassereiche Schwarze Löcher mit der millionen-
oder gar milliardenfachen Masse der Sonne. Bei einer Galaxien-Verschmelzung
nähern sich zwangsläufig auch die zentralen Schwarzen Löcher einander an, bilden
schließlich ein Doppelsystem und kollidieren in einer finalen Katastrophe.
Um die Strahlungssignatur dieser Vorgänge vorhersagen zu können, ist ein genaues
Verständnis der physikalischen Vorgänge bei der Verschmelzung Schwarzer Löcher
nötig, In den vergangenen Jahren haben die Forscher dabei große Fortschritte
gemacht und etwa die Verschmelzung Schwarzer Löcher in einer materiefreien
Umgebung und die damit verbundene Emission von Gravitationswellen simuliert.
Carlos Palenzuela vom Canadian Institute for Theoretical Astrophysics
(CITA) in Toronto, Luis Lehner von der Louisiana State University in
Baton Rouge und Steven Liebling von der Long Island University in
Brookville gelang es jetzt erstmals, Magnetfelder und damit auch die für
Schwarze Löcher charakteristischen Materiestrahlen in ihre Simulationen
einzubeziehen.
Die Computersimulation der drei Forscher zeigt, dass sich im Verlauf der
Verschmelzung bereits bei nichtrotierenden Schwarzen Löchern Materiestrahlen
herausbilden. Im Gegensatz zu einzelnen Schwarzen Löchern werden diese "Jets"
bei einem doppelten Schwarzen Loch nicht durch die Rotationsenergie, sondern
durch die kinetische Energie der Umlaufbewegung angetrieben. Im weiteren Verlauf
vereinigen sich dann auch die Materiestrahlen und es bildet sich ein
"klassisches" rotierendes Schwarzes Loch mit Jets an beiden Polen. Neben
Gravitationswellen wird dabei auch ein weithin messbarer Schauer
elektromagnetischer Strahlung freigesetzt.
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