Erstmals gemessene Geschwindigkeit eines neugeborenen Schwarzen Lochs

LONDON (IT BOLTWISE) – Wissenschaftler haben erstmals die Geschwindigkeit und Richtung eines neugeborenen Schwarzen Lochs gemessen, das durch Gravitationswellen von seinem Geburtsort weggestoßen wurde. Diese Entdeckung markiert einen bedeutenden Fortschritt in der Astronomie und eröffnet neue Möglichkeiten zur Untersuchung von Schwarzen Löchern und ihren dynamischen Eigenschaften.

Die Astronomie hat einen bedeutenden Meilenstein erreicht: Zum ersten Mal konnten Wissenschaftler die Geschwindigkeit und Richtung eines neugeborenen Schwarzen Lochs messen, das durch Gravitationswellen von seinem Geburtsort weggestoßen wurde. Diese Entdeckung, die fast ein Jahrzehnt nach der ersten Detektion von Gravitationswellen durch das Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) gemacht wurde, eröffnet neue Perspektiven in der Untersuchung von Schwarzen Löchern.

Gravitationswellen, die von der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher erzeugt werden, sind winzige Raum-Zeit-Rippel, die von Albert Einstein bereits 1915 vorhergesagt wurden. Seit der ersten Detektion im Jahr 2015 haben LIGO und seine Partnerdetektoren Virgo und Kamioka Gravitational Wave Detector (KAGRA) eine Fülle von Daten gesammelt, die unser Verständnis von Schwarzen Löchern erheblich erweitert haben. Eine der faszinierendsten und dramatischsten Aspekte dieser Verschmelzungen blieb jedoch bisher ungehört: der sogenannte “Kick”, der das neugeborene Schwarze Loch in eine bevorzugte Richtung schleudert.

Dieser Kick, der das Schwarze Loch mit Geschwindigkeiten von mehreren Millionen Meilen pro Stunde von seinem Geburtsort wegtreibt, kann es sogar aus seiner Heimatgalaxie herauskatapultieren. Die ungleichmäßige Verteilung der Gravitationswellen, die durch diesen Rückstoß verursacht wird, unterscheidet sich deutlich von den regulären Gravitationswellen, die bei der Verschmelzung von Schwarzen Löchern entstehen. Diese Differenzierung ermöglicht es Wissenschaftlern, die Richtung und Geschwindigkeit des weggestoßenen Schwarzen Lochs zu bestimmen.

Das Team um Juan Calderon-Bustillo vom Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE) untersuchte die Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher unterschiedlicher Massen, die 2019 von LIGO und Virgo aufgezeichnet wurde. Mit einer neuen Methodik konnten sie den Kick des Tochter-Schwarzen Lochs messen. Diese Methode, die bereits 2018 entwickelt wurde, ermöglichte es, den Rückstoß mit den aktuellen Detektoren zu messen, während andere Methoden auf zukünftige Detektoren wie LISA angewiesen waren.

Das in der Verschmelzung entstandene Schwarze Loch, das das Signal GW190412 auslöste, raste mit einer Geschwindigkeit von 112.000 Meilen pro Stunde von seinem Geburtsort weg. Diese Geschwindigkeit ist zwar nicht die maximale, die ein Schwarzes Loch nach einem Rückstoß erreichen kann, reicht jedoch aus, um das Schwarze Loch aus dem dichten Sternhaufen, in dem es geboren wurde, zu befreien. Diese Entdeckung ist ein bemerkenswertes Beispiel dafür, was mit Gravitationswellen erreicht werden kann.

Die nächste Herausforderung für das Team besteht darin, diese Rückstoßmessungen zu nutzen, um Schwarze-Loch-Verschmelzungen sowohl durch Gravitationswellen als auch durch elektromagnetische Strahlung zu untersuchen. In dichten Umgebungen können solche Verschmelzungen zu elektromagnetischen Signalen führen, die als Flares bekannt sind. Die Sichtbarkeit dieser Flares hängt von der Orientierung des Rückstoßes relativ zur Erde ab, was es ermöglicht, zwischen echten Gravitationswellen-elektromagnetischen Signalpaaren und zufälligen Koinzidenzen zu unterscheiden.

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