Neue Methode zum Auffinden von Schwarzen Löchern

Neue Methode zum Auffinden von Schwarzen Löchern

Künstlerische Vision eines supermassiven Schwarzen Lochs im galaktischen Zentrum. Blau - Strahlung von einem Material in der Nähe eines Lochs, grau - ein Torus um ein schwarzes Loch, dargestellt durch Gas und Staub

Ein Schwarzes Loch der Sternmasse ist ein kompaktes Objekt, dessen Masse mehr als drei Sonnen erreicht. Es ist so dicht und mit einer so starken Anziehungskraft ausgestattet, dass selbst das Licht nicht entweichen kann. Solche Schwarzen Löcher können nicht direkt beobachtet werden, aber Sekundäreffekte können beispielsweise während der Fütterung aufgezeichnet werden. Wenn Materie in ein Schwarzes Loch fällt, erzeugt sie ein „Echo“ auf der Akkretionsscheibe. Es gibt jedoch Perioden mit starken Ausbrüchen mit starken Blitzen der Röntgenhelligkeit.

Binäre Systeme (ein Stern, der ein Schwarzes Loch speist) sind notwendige Laboratorien, um die extremsten physikalischen Phänomene im Universum zu verstehen, wie den Zusammenbruch massereicher Sterne in ein Schwarzes Loch oder einen Neutronenstern. Bisher haben wir in der Milchstraße etwa 60 Kandidaten für die Sternmasse vom Typ Schwarzes Loch gefunden, von denen nur 17 bestätigt wurden. Probleme ergeben sich aus Schwierigkeiten bei der Untersuchung der Bewegung eines Sternsatelliten um ein Schwarzes Loch (so werden Masse und Art des Objekts bestimmt).

Die Forscher haben aufgrund einer kleinen Stichprobe nur begrenzte Kenntnisse über die Entstehung und Entwicklung eines bestimmten Typs von Schwarzen Löchern. Daher ist es wichtig, neue Strategien zu finden, um nach einer verborgenen Population von Objekten zu suchen, die sich nicht in der aktiven Phase befinden und keine Röntgenstrahlen emittieren. Dies wurde von einer Gruppe von Astronomen aufgegriffen, die eine neue Methode zur Messung der Helligkeit von Binärsystemen mit einer Kombination von Filtern testeten, die auf der Wasserstofflinie H-alpha zentriert waren. Die Messungen geben Auskunft über die Intensität und Breite dieser Linie, die sich in der Akkretionsscheibe um das Schwarze Loch bildet. Zum Beispiel kann die Breite H-alpha als Indikator für die Stärke des Gravitationsfeldes verwendet werden, sodass wir eine Diagnose des Vorhandenseins eines Schwarzen Lochs erhalten. Es wird sich also herausstellen, dass in der Schlafphase neue Schwarze Löcher auftauchen.

Um die Vorteile der Technologie zu demonstrieren, beobachteten die Wissenschaftler vier Systeme mit bestätigten Schwarzen Löchern unter Verwendung einer Reihe von Spezialfiltern am 4,2-Meter-ACAM-Teleskop von William Herschel. Die Daten wurden dann mit direkten Messungen der Breite der H-Alpha-Linie verglichen, die mit dem ISIS-Spektrographen am Large Canary Telescope erhalten wurden. Das Ergebnis bestätigte die Anwendbarkeit der neuen Methode unter Verwendung photometrischer Strategien. Berechnungen ergaben, dass die Analyse von etwa 1000 Quadratgrad (10%) der Zone der galaktischen Ebene das Auffinden von mindestens 50 neuen Objekten solcher Schwarzen Löcher ermöglicht.

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