Dank Gravitationswellenobservatorien wissen wir, dass bei der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher ein drittes Schwarzes Loch entsteht. Das letztgenannte Schwarze Loch ist nur geringfügig weniger massereich als sein Mutterloch, da es in Form von Gravitationswellen etwas Energie verloren hat. Auch dieses neueste Schwarze Loch wird durch die Raum-Zeit-Verzerrungsreaktion, die es erzeugt hat, weit von seinem Geburtsort entfernt. Wissenschaftler haben nun simuliert, wie schnell dieser Sprung erfolgen würde.
Mithilfe von 1.381 Simulationen untersuchten die Forscher hochenergetische Kollisionen zwischen Schwarzen Löchern und deren Verhalten. Sie fanden heraus, dass das neu verschmolzene Schwarze Loch unter genau den richtigen Bedingungen mit einer Geschwindigkeit von nur 28.600 Kilometern pro Sekunde ins Universum geschleudert werden könnte. Dies ist ein schnelles Schwarzes Loch.
„Wir wollten die maximale Geschwindigkeit berechnen, die ein neu entstandenes Schwarzes Loch, also die Verschmelzung zweier kollidierender Schwarzer Löcher, erreichen kann. Wir fanden ein Maximum von etwa 10 Prozent der Lichtgeschwindigkeit, was für astrophysikalische Verhältnisse sehr schnell ist.“ ” Professor Carlos Lusto Vom Rochester Institute of Technology, IFLScience.
Nicht jedes Schwarze Loch wird so schnell aus der Kollision herausgeschossen. Wissenschaftler haben erkannt, dass zum Erreichen dieser Höchstgeschwindigkeit ganz besondere Anforderungen erforderlich sind. Es wird angenommen, dass sich die verschmelzenden Schwarzen Löcher in der Simulation in diametral entgegengesetzte Richtungen drehen.
Auch hinsichtlich der Umlaufbahn, in der sie sich gegenseitig umkreisen, bevor sie kollidieren, sind sie auf ihrer Seite. So wie die Erde im Vergleich zu ihrer Umlaufbahn um die Sonne in einem Winkel steht, so sind es auch diese simulierten Schwarzen Löcher. Die Neigung unseres Planeten beträgt 23,5 Grad, während diese theoretischen Schwarzen Löcher einen Winkel von 90 Grad haben und voneinander weg zeigen.
„Das Drehen – wie schnell sie sich um ihre Achse drehen – und auch die Orientierung sind der wichtigste Aspekt“, sagte Professor Lousto gegenüber IFLScience. „Das scheint sehr wichtig zu sein [the direction of the spins] in derselben Orbitalebene. Dadurch wird die Anisotropie maximiert, da ein Spin in eine Richtung und der andere Spin in die andere Richtung innerhalb der Orbitalebene zeigen muss. Dies führt zu der maximalen Menge an asymmetrischer Strahlung, die zu diesem Sprung führt.“
Die Freisetzung von Gravitationsenergie macht diesen Sprung so großartig. Kollisionen zwischen Schwarzen Löchern sind so katastrophale Ereignisse, dass sie einen Teil ihrer Masse in Gravitationswellen umwandeln. Um den Rückstoß zu maximieren, sollte die Emission asymmetrisch sein. Die Forscher interessierten sich jedoch auch für den Maximalwert, wie viel Energie man aus einer Kollision eines Schwarzen Lochs gewinnen kann.
Professor Lousto konnte uns vorläufige Ergebnisse ihrer neuen Arbeit zeigen, die darauf hindeutet, dass man unter den richtigen Bedingungen (ganz anders als beim maximalen Sprung) bis zu 27 Prozent der Masse eines Schwarzen Lochs in Gravitationswellen umwandeln kann.
Diese Studie wurde zur Veröffentlichung angenommen Briefe zur körperlichen Untersuchung.
