Pünktlich: Wissenschaftler sagen Fütterungsroutinen von schwarzen Löchern mit präzisen Modellen voraus

BerlinPhysiker haben fortgeschrittene Modelle genutzt, um präzise vorherzusagen, wie Schwarze Löcher Materie aufnehmen. Ein Tidenstörungserignis (TDE) bietet eine besondere Möglichkeit, dies zu untersuchen. TDEs treten auf, wenn ein Stern einem supermassereichen Schwarzen Loch zu nahe kommt und zerrissen wird. Die Überreste bilden eine Scheibe um das Schwarze Loch und emittieren helle Strahlenausbrüche, die von der Erde aus sichtbar sind.

Wichtige Erkenntnisse aus aktuellen Beobachtungen umfassen:

• Präzise Vorhersage des Verhaltens von TDEs
• Bestätigung des Modells durch reale Beobachtungen
• Möglichkeiten zur Verfeinerung der Schwarzen-Loch-Physik

AT2018fyk ist ein Tidal Disruption Event, das sich etwa 860 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Wissenschaftler der Syracuse University, des MIT und des Space Telescope Science Institute nutzten ein detailliertes Modell, um es zu untersuchen. Anders als bei typischen Tidal Disruption Events überlebt der betreffende Stern bei AT2018fyk teilweise und interagiert weiterhin mit dem supermassereichen Schwarzen Loch.

Das Modell sagte korrekt voraus, dass AT2018fyk im August 2023 schnell an Helligkeit verlieren würde. Beobachtungen bestätigten dies, was bedeutende Fortschritte in der Forschung zu Schwarzen Löchern markiert. Diese präzise Vorhersage zeigt, dass Wissenschaftler Wechselwirkungen mit supermassereichen Schwarzen Löchern sehr genau modellieren können.

Fortschrittliche Teleskope wie der Hubble, James Webb und Chandra von der NASA sind von großer Bedeutung. Diese Instrumente erfassen verschiedene Arten von elektromagnetischer Strahlung, wie zum Beispiel Röntgenstrahlen von heißem Gas in der Nähe von Schwarzen Löchern. Röntgenstrahlen haben kürzere Wellenlängen und mehr Energie als sichtbares Licht, was Wissenschaftlern hilft, die extremen Bereiche um Schwarze Löcher zu untersuchen.

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Umfassende extragalaktische Untersuchungen ermöglichen es uns, plötzliche Veränderungen bei Lichtquellen zu beobachten, was auf dynamische Aktivitäten wie TDEs hinweisen kann. Ein besonderes Beispiel ist AT2018fyk, das ein wiederkehrendes Muster zeigt. Dieses Ereignis, das erstmals 2018 beobachtet wurde, zeichnet sich durch wiederholte Helligkeitsschwankungen aus, die Informationen über die Umlaufbahn des Sterns und seine Interaktionen mit dem supermassereichen Schwarzen Loch liefern.

Eric Coughlin und sein Team von der Syracuse University veröffentlichten ihre Forschung in The Astrophysical Journal Letters. Ihre Arbeit liefert neue Erkenntnisse über wiederkehrende partielle Gezeitenkräfte-Ereignisse (TDEs). Dadurch gewinnen wir ein besseres Verständnis über den Lebenszyklus von Sternen in der Nähe von supermassiven Schwarzen Löchern und erhalten Möglichkeiten, diese Ereignisse in Zukunft vorherzusagen.

Das Modell des Teams zeigt, dass der Stern nicht vom supermassereichen Schwarzen Loch zerstört wurde. Herabfallende Trümmer beeinflussen die Helligkeit des Schwarzen Lochs. Der Stern umkreist das Schwarze Loch ungefähr alle 1300 Tage.

Wissenschaftler prognostizieren, dass AT2018fyk im Jahr 2025 erneut an Helligkeit gewinnen wird, wenn mehr Sternenmaterial in das Schwarze Loch eindringt. Obwohl die genaue Helligkeit nicht vorhergesagt werden kann, bleibt das Ereignis von großer Bedeutung.

Durch die Vorhersage, wie Schwarze Löcher Materie verschlingen, können Wissenschaftler mehr über die Natur dieser Himmelskörper erfahren. Dies trägt zum besseren Verständnis dieser geheimnisvollen Objekte und ihrer Wechselwirkungen mit der umgebenden Materie bei.