Astronomen haben gelernt, die Rotationsgeschwindigkeit der "beliebtesten" Objekte im Universum zu messen - Schwarze Löcher. Die ersten Daten zeigten, dass diese Drehung mit einer beeindruckenden Geschwindigkeit erfolgt, nahe an der theoretischen Grenze.
Das sich drehende Schwarze Loch bezieht in seiner Bewegung eine massive Wolke aus kosmischem Gas mit ein, die aktiv im Röntgenbereich emittiert
Um ein mathematisches Modell eines Schwarzen Lochs zu erstellen, müssen Sie zwei seiner grundlegenden Eigenschaften kennen - Masse und Rotationsgeschwindigkeit. Wissenschaftler können die Masse beobachtbarer Schwarzer Löcher schon seit geraumer Zeit abschätzen, aber bisher gab es keine Methoden, um ihre Rotation zu messen. Einem Team amerikanischer Astronomen unter der Leitung von Jeffrey McClintock und Ramesh Narayan gelang es, eine geeignete Technik auf der Grundlage der folgenden theoretischen Prämissen zu entwickeln.
Ein Schwarzes Loch, das sich um seine eigene Achse dreht, erzeugt starke Gravitationsstörungen und zieht das umgebende Raum-Zeit-Kontinuum mit sich. Dadurch erhöht es die Geschwindigkeit des Gases, das entlang einer spiralförmigen Flugbahn auf es fällt. Und je schneller sich das Gas bewegt, desto stärker heizt es sich auf und desto intensiver strahlt es im Röntgenbereich ab. In diesem Fall gibt es einen bestimmten kritischen Radius, bei dessen Durchgang das Gas beginnt, zu schnell in das Schwarze Loch zu fallen, um Strahlung zu emittieren. Dieser Radius, der außerhalb des Ereignishorizonts liegt, hängt von der Rotationsgeschwindigkeit des Schwarzen Lochs ab. Je schneller es rotiert, desto näher kommt ihm die Scheibe aus heißem Strahlungsgas. Durch die Messung der Röntgenintensität eines Schwarzen Lochs ist es also möglich, die Temperatur des strahlenden Gases im inneren Bereich der Scheibe und seinen kritischen Radius zu berechnen, was wiederum eine ziemlich genaue Bestimmung des Rotationsgeschwindigkeit des zentralen Objekts.
Mit dieser Methode konnten die Forscher die Rotation von drei kleinen Schwarzen Löchern messen, die sich in unserer Galaxie befinden. Für die entsprechenden Beobachtungen wurde das orbitale Röntgenteleskop Rossi Timing Explorer verwendet. Die interessantesten Daten wurden bei der Untersuchung des 36.000 km von uns entfernten Mikroquasars GRS1915+105 gewonnen. Lichtjahre. Berechnungen zufolge macht dieses Objekt in einer Sekunde etwa 1000 Umdrehungen um seine Achse - das ist fast das Maximum, das die Theorie zulässt.
Die Autoren betonen, dass ihr Messverfahren sehr einfach anzuwenden ist. Gleichzeitig liefert es Daten, von denen Astronomen bisher nur träumen konnten. Wissenschaftler glauben, dass Informationen über die Rotationsgeschwindigkeit von Schwarzen Löchern dazu beitragen werden, die Mechanismen vieler mysteriöser Phänomene im Zusammenhang mit diesen erstaunlichen Objekten besser zu verstehen. Wir sprechen in erster Linie von mächtigen Materiestrahlen, die von Schwarzen Löchern ausgestoßen werden, sowie von plötzlichen und unvorhersehbaren Ausbrüchen hochenergetischer Strahlung.
