Strahlung bei Verschmlezung Schwarzer Löcher
Hallo,
Mir ist nur nicht klar, durch welchen Mechanismus ein Blitz durch Gravitationswellen entsteht und wodurch er dann ausschließlich den Gravitationswellen zugeordnet werden kann.
Die Struktur der Gravitationsstrahlung bei einem Black Hole Merger (BH-Collision mit Verschmelzung)ist schon vor längerer Zeit in aufwändigen Simulationen studiert worden. Siehe z.B. hier. Allerdings wurden dabei (wegen des enormen Rechenaufwandes), Schwarze Löcher im Vakuum vorausgesetzt.
Die Studie, auf die sich dein Video bezieht, wurde von Luis Lehner et al. (SCIENCE Aug. 2010) publiziert. Sie hatten bei einer neueren Simulation das die beiden Kollisionspartner umgebende Plasma mit eingerechnet.
Der Text, der das Video kommentiert, enthält natürlich Unsinn: Gravitationswellen erzeugen keine elektomagnetische Strahlung und auch BH-Kollisionen im Vakuum erzeugen keine. Wenn das so wäre, gäbe es eines der fundamentalsten Probleme der heutigen Kosmologie nicht: DIe Unifizierung der Gravitation mit den anderen Wechselwirkungen, und anders gesagt: Die Verbindung zwischen ART und QM.
Daß aber bei Kollisionen im umgebenden Plasma bzw. Gas (in den beiden Akkretionsscheiben und in den Jets in den Rotationsachsen) enorme em-Strahlung entsteht, wurde bereits in den 70ern berechnet (Tipler: Astrophysical Journal, 197, 1975). Lehner und Kollegen hatten das ganze dann 2010 in einer neuen detaillierteren Simulation studiert, durch die genaue Aussagen über die Struktur der Strahlung gemacht werden konnte. Es entsteht Strahlung sowohl in Form von hochenergetischen Jets (die auch ein singuläres Schwarzes Loch begleiten) des Mergers, als auch in diffuser unfokussierter Form. Und diese beiden Strahlungstypen haben ganz bestimmte Spektren, an denen man sie erkennen könnte. Und sie konnten zeigen, wie diese Strahlung mit den gleichzeitg entstehenden Gravitationswellen synchronisiert ist.
Auf diese Weise kennt man also heute eine Signatur, an der man, durch gleichzeitige Beobachtung der Gravitationsstrahlung und der em-Strahlungsspektren, einen Merger erkennen könnte. Denn die Strahlungen liegen alle im theoretisch heute beobachtbaren Bereich.
Die em-Strahlung entsteht übrigens während der Annäherung der Löcher, nicht aber bei der Verschmelzung selbst. Und sie hat - sorry Dr.Stupid - auch nichts mit Hawking-Strahlung zu tun (Die Löcher verschmelzen ja zu einem noch größeren Loch. Und bei dem ist die Hawking-Strahlung ja noch schwächer als bei den einzelnen kleineren). Sie entsteht durch die ungeheuere Verdichtung und - vor allem - spezifische Verwirbelung der mit dem Plasma assoziierten Magnetfelder. Und diese Verwirbelungen konnten in der Simulation genauer berechnet werden.
Gruß
Metapher
