Rätselhafte Verschmelzung massereicher Schwarzer Löcher entdeckt

LONDON (IT BOLTWISE) – Die Entdeckung einer neuen Verschmelzung Schwarzer Löcher stellt die Astrophysik vor ein Rätsel. Die LIGO-Gravitationswellen-Detektoren haben ein Ereignis aufgezeichnet, das mehrere Massenrekorde bricht und die gängigen Modelle der Sternentwicklung infrage stellt.

Die jüngste Entdeckung der LIGO-Gravitationswellen-Detektoren hat in der astrophysikalischen Gemeinschaft für Aufsehen gesorgt. Am 23. November 2023 wurde eine Verschmelzung Schwarzer Löcher detektiert, die nicht nur durch ihre schiere Masse beeindruckt, sondern auch durch die Herausforderungen, die sie für bestehende Modelle der Sternentwicklung darstellt. Die beiden Ausgangs-Schwarzen Löcher wogen 100 und 140 Sonnenmassen, was sie in eine sogenannte „verbotene Zone“ der Sternentwicklung einordnet.

Diese Zone beschreibt einen Bereich, in dem nach gängigen Modellen keine Schwarzen Löcher entstehen sollten. Normale Kernkollaps-Supernovae können nur Schwarze Löcher von maximal 65 Sonnenmassen erzeugen. Bei den schwersten bekannten Sternen, die bis zu 300 Sonnenmassen erreichen, greift ein anderer Mechanismus: die Paarinstabilitäts-Supernova. Diese führt zu Schwarzen Löchern mit mindestens 130 Sonnenmassen, wodurch eine Massenlücke zwischen 65 und 130 Sonnenmassen entsteht.

Die Kollision, die als GW231123 bezeichnet wird, fand in einer Entfernung von über drei Milliarden Lichtjahren statt. Das resultierende Schwarze Loch hat eine geschätzte Masse von 225 Sonnenmassen, was es zum schwersten je detektierten Verschmelzungsprodukt macht. Diese Entdeckung wirft Fragen über die Entstehung solcher massereichen Objekte auf und deutet darauf hin, dass sie möglicherweise durch hierarchische Verschmelzungen entstanden sind.

Ein weiteres bemerkenswertes Merkmal der beiden kollidierenden Schwarzen Löcher ist ihre hohe Rotationsgeschwindigkeit. Beide rotieren mit 80 bis 90 Prozent der maximal möglichen Geschwindigkeit, was darauf hindeutet, dass sie möglicherweise selbst das Produkt vorhergehender Verschmelzungen sind. Diese hohe Rotationsgeschwindigkeit könnte durch den zusätzlichen Spin entstehen, den resultierende Schwarze Löcher bei einer Verschmelzung erhalten.

Die Entdeckung von GW231123 stellt die Astrophysik vor neue Herausforderungen. Forscher wie Mark Hannam von der Cardiff University betonen, dass dieses Ereignis unsere Vorstellungen von der Bildung Schwarzer Löcher infrage stellt. Die Analyse des komplexen Signalmusters und seiner Implikationen könnte Jahre dauern, wie Gregorio Carullo von der University of Birmingham erklärt.

Diese Entdeckung zeigt, wie viel wir durch die Gravitationswellen-Astronomie lernen können und wie viel es noch zu entdecken gibt. Sophie Bini vom California Institute of Technology sieht darin ein starkes Beispiel für das Potenzial dieser jungen Wissenschaft. Die Forschungsgemeinschaft steht vor der Aufgabe, neue Modelle zu entwickeln, die solche Ereignisse erklären können, und die Grenzen unseres Verständnisses des Universums weiter zu verschieben.

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