Eine neue Studie der Northwestern University stellt bisherige Annahmen über die Essgewohnheiten von supermassiven Schwarzen Löchern in Frage. Bisher glaubte man, dass Schwarze Löcher Materie langsam verschlingen. Doch neue hochauflösende 3D-Simulationen legen nahe, dass sie tatsächlich die Materie viel schneller verzehren als bisher angenommen. Die Simulationen zeigen, dass rotierende Schwarze Löcher den umgebenden Raum-zeit-Raum verzerren und dazu führen, dass das Gas in der Akkretionsscheibe in innere und äußere Unterdisks zerfetzt wird. Das Schwarze Loch verschlingt den inneren Ring und dann füllt Trümmer aus dem äußeren Unterdisk die Lücke und wiederholt den Vorgang. Dieser Essenszyklus dauert nur Monate im Gegensatz zu den zuvor angenommenen Hunderten von Jahren. Die Ergebnisse könnten das Verhalten von Objekten wie Quasaren erklären, die schnell heller und dunkler werden. Die Simulationen zeigten auch, dass die Akkretionsscheiben turbulenter und unordentlicher sind als erwartet und die Annahme herausfordern, dass sie sich mit der Rotation des Schwarzen Lochs ausrichten. Die Forscher verwendeten einen der weltweit größten Supercomputer, um die Simulation durchzuführen, wobei Gasdynamik, Magnetfelder und die Allgemeine Relativitätstheorie berücksichtigt wurden. Die Studie wurde von Energieabteilung des US-amerikanischen Ministeriums und der National Science Foundation unterstützt.
Neue Erkenntnisse über den Verzehr von supermassiven Schwarzen Löchern
In einer bahnbrechenden neuen Studie haben Forscher der Northwestern University bisherige Annahmen über die Essgewohnheiten supermassiver Schwarzer Löcher in Frage gestellt. Entgegen früherer Überzeugungen wurde festgestellt, dass diese Schwarzen Löcher Materie viel schneller verschlingen als bisher angenommen.
Die Rolle drehender Schwarzer Löcher
Die Studie zeigt, dass sich drehende Schwarze Löcher erheblich auf den Verzehrprozess auswirken. Diese Schwarzen Löcher verdrehen den umgebenden Raum-Zeit, was zum Zerreißen des Gases in der Akkretionsscheibe in innere und äußere Unterteilungen führt.
Schneller Verzehrzyklus
Durch hochauflösende 3D-Simulationen fanden die Forscher heraus, dass das Schwarze Loch den inneren Ring des zerrissenen Gases verschlingt. Anschließend füllt sich die Lücke mit Trümmern aus der äußeren Unterteilung und der Zyklus beginnt erneut. Früher wurde angenommen, dass dieser Essenszyklus Hunderte von Jahren dauert, aber die neuen Erkenntnisse zeigen, dass er tatsächlich innerhalb weniger Monate stattfindet.
Auswirkungen auf das Verhalten von Quasaren
Diese neuen Entdeckungen über die schnelle Verzehrrate supermassiver Schwarzer Löcher könnten das Verhalten von Objekten wie Quasaren erklären. Quasare sind dafür bekannt, sich schnell zu erhellen und zu verdunkeln, und der beschleunigte Verzehrprozess der Schwarzen Löcher passt zu diesem Phänomen.
Turbulente und chaotische Akkretionsscheiben
Zusätzlich zu der Herausforderung der Annahmen über die Geschwindigkeit des Verzehrs zeigte die Studie auch unerwartete Ergebnisse über die Akkretionsscheiben, die supermassive Schwarze Löcher umgeben.
Unerwartete Turbulenzen
Die Simulationen zeigten, dass die Akkretionsscheiben viel turbulenter sind als bisher angenommen. Diese Turbulenzen widersprechen der Erwartung, dass die Scheiben mit der Rotation des Schwarzen Lochs übereinstimmen würden.
Chaotizität der Akkretionsscheiben
Darüber hinaus deutete die Studie darauf hin, dass die Akkretionsscheiben um supermassive Schwarze Löcher chaotischer sind als ursprünglich angenommen. Dies bringt Komplexität in unser Verständnis der Struktur und des Verhaltens dieser Scheiben.
Fortschrittliche Simulationstechniken und Forschungsunterstützung
Die bahnbrechende Studie wurde durch den Einsatz fortschrittlicher Simulationstechniken und die Nutzung eines der weltweit größten Supercomputer ermöglicht.
Multidimensionaler Simulationsansatz
Die Forscher integrierten Gasdynamik, magnetische Felder und allgemeine Relativitätstheorie in ihre Simulationen und schufen so hochdetaillierte und genaue Darstellungen supermassiver Schwarzer Löcher und ihrer Akkretionsscheiben.
Forschungsförderung
Die Studie erhielt Unterstützung sowohl vom US-amerikanischen Energieministerium als auch von der National Science Foundation, was die Bedeutung und Unterstützung von Forschung auf diesem Gebiet unterstreicht.
