Forscher verfeinern mit Simulation Wissen zur Gefräßigkeit Schwarzer Löcher

Aufnahme der Northwestern University von der Simulation Bild: AFP

Forscher verfeinern mit Simulation Wissen zur Gefräßigkeit Schwarzer Löcher

Die Funktionsweise der Schwarzen Löcher im All wird von Wissenschaftlern immer klarer nachvollzogen. Einem internationalen Forscherteam aus den USA, Großbritannien und den Niederlanden gelang eine Simulation von bisher nicht gekannter Präzision.

Die Funktionsweise der Schwarzen Löcher im All wird von Wissenschaftlern immer klarer nachvollzogen: Einem internationalen Forscherteam aus den USA, Großbritannien und den Niederlanden gelang es nun, das jahrzehntealte Rätsel zu lösen, wie genau die Schwarzen Löcher Materie verschlingen. Die Erkenntnis hilft auch, die Entstehung und Entwicklung der geheimnisvollen Schwerkraftmonster besser zu verstehen.

Mit Hilfe riesiger Datenmengen gelang den Forschern die bisher genaueste Simulation eines Schwarzen Lochs, wie sie am Donnerstag mitteilten. Dabei ging es ihnen insbesondere um das Zusammenspiel zwischen Schwarzen Löchern und den sie umgebenden Akkretionsscheiben.

Schwarze Löcher zählen zu den seltsamsten Objekten im Universum. Sie entstehen, wenn ein großer Stern kollabiert. Im engeren Sinne handelt es sich nicht um Löcher, sondern um Himmelskörper von unvorstellbarer Dichte und mit immenser Gravitationskraft. Ihre Gravitation ist so groß, dass nicht einmal das Licht ihnen entkommen kann. 

Während ein Schwarzes Loch Gas, Staub und sonstige Materie einsaugt, formt sich in seiner Umgebung eine sogenannte Akkretionsscheibe - ein Wirbel aus heißem Gas und Staub, der sich um das Schwarze Loch dreht.

Im April wurden erstmals Fotos von einem Schwarzen Loch veröffentlicht. Darauf war das Schwarze Loch im Zentrum der Riesengalaxie M87 aus dem Virgo-Galaxienhaufen zu sehen, umgeben von einer rötlich-organgenen Akkretionsscheibe, die wie eine Aureole wirkt. Die Physiker John Bardeen und Jacobus Petterson stellten 1975 die Hypothese auf, dass sich der innere Bereich der Akkretionsscheibe auf die Äquatorebene des Schwarzen Loches einpendeln müsse. Ihre Vermutung lässt sich nun durch die Berechnungen der Forscher erhärten. 

Sie simulierten mit Computern den magnetischen Wirbel, der sich in der Akkretionsscheibe bildet. Der Physiker Alexander Tchekhovskoy vom Northwestern Weinberg College of Arts and Sciences vergleicht den Vorgang mit einem Dart-Spiel. "Wenn man nicht richtig zielt, wird man nie ins Schwarze treffen", sagte Tchekhovskoy. Während bisher ein Reibungswiderstand als notwendige Voraussetzung angesehen wurde, damit Materie von Schwarzen Löchern geschluckt wird, könne dies nun mit Magnetfeldern erklärt werden.

In der Simulation ist zu erkennen, wie Gase und Magnetfelder aus dem Zentrum des Schwarzen Loches herausragen. Der innere Bereich der Akkretionsscheibe ist auf den Äquator des Schwarzen Loches ausgerichtet, während der äußere Bereich eine Kippung aufweist. Dies lässt sich mit den Beobachtungen zu Schwarzen Löchern aus dem All vereinbaren. "Wir können nun bessere Vorhersagen darüber treffen, wie Schwarze Löcher aussehen könnten", sagte Tchekhovskoy.

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