COLUMBUS, Ohio - Weißglühende Winde wehen durch den Weltraum und tragen riesige Materiesäulen vom Ereignishorizont der Schwarzen Löcher weg. Und jetzt wissen Wissenschaftler, dass diese seltsamen Böen in kürzerer Zeit erscheinen und verschwinden, als Sie brauchen, um einen Ventilator einzuschalten.
Wissenschaftler wissen seit mindestens 2011, dass diese Winde starke Kräfte in der Atmosphäre sind und bis zu 95 Prozent der Partikel abprallen, die Schwarze Löcher an sich selbst saugen. Und jetzt haben Wissenschaftler die Röntgenschatten der Winde genauer als je zuvor untersucht, sagte Joey Neilsen, Physiker an der Villanova University in Pennsylvania. Direkt vor den Röntgenaugen eines Teleskops schienen Winde, die seit Monaten wehten, innerhalb von Sekunden zu verschwinden.
Neilsen präsentierte den noch nicht veröffentlichten Befund am Sonntag (15. April) auf der April-Sitzung der American Physical Society. Er und seine Kollegen nutzten den Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER), ein neues Röntgenteleskop der NASA, das auf der Internationalen Raumstation montiert ist, um in diese Millionen-Grad-Winde zu blicken und zu lernen, wie sie sich verhalten.
"Es ist wie ein Nebel, der nachts vor einer Straßenlaterne vorbeizieht", sagte Neilsen nach seiner Präsentation zu Live Science, "oder ein Neonlicht, das vor eine noch hellere Oberfläche derselben Farbe gestellt wird - allein würde es hell aussehen." es sieht dunkel aus. "
Es mag seltsam sein, sich ein Schwarzes Loch als hellen Hintergrund vorzustellen, aber es ist nicht das Loch selbst, das mit Röntgenstrahlen leuchtet. Es ist das umgebende Material.
Wenn Materie in Richtung eines Schwarzen Lochs gezogen wird, bildet sie eine wirbelnde Staubwolke, die als Akkretionsscheibe bezeichnet wird und um ein Vielfaches größer ist als das Schwarze Loch. Wenn sich der Staub dem Schwarzen Loch nähert, beschleunigt das Material auf unglaubliche Geschwindigkeiten und leuchtet, indem es brillante Röntgenstrahlen abgibt. Teleskope wie NICER können diese Emissionen untersuchen. In der Nähe des Ereignishorizonts des Schwarzen Lochs - dem Punkt, ab dem Materie und Licht (mehr oder weniger) in der saugenden Schwerkraftgrube verloren gehen - werden diese Röntgenstrahlen so stark, dass sie den größten Teil der fallenden Materie heraus und weg zurückschieben Raum mit unglaublichen Geschwindigkeiten, sagte Neilsen.
Diese ausgestoßene, heiße Materie überfliegt die Akkretionsscheibe und bildet den Wind, den Neilsen und seine Kollegen studieren.
Für Astrophysiker erscheint dieser Wind als seltsames Eintauchen in Diagramme des Röntgenlichts der Schwarzen Löcher. Neilsen und seine Kollegen untersuchten NICER und untersuchten GRS 1915 + 105, ein berühmtes (zumindest in Bezug auf Astrophysik) Schwarzes Loch mit stark variierenden Röntgenemissionen. Die Forscher zeigten, dass auch die Winde nachließen, wenn die Röntgenemissionen des Schwarzen Lochs nachließen.
"Es passiert wirklich in Sekunden, einfach so", sagte Neilsen und senkte die Hände, um einen plötzlichen Abfall anzuzeigen.
In dem Moment, in dem die Akkretionsscheibe um GRS 1915 + 105 nicht mehr hell leuchtet, lässt auch der vom Schwarzen Loch wegfließende Wind nach. Und dies kann unglaublich schnell geschehen, selbst nach Monaten relativ konstanten Blasens, zeigten die Forscher.
Dieser Wind ist nicht ganz so wie der Wind, den wir hier auf der Erde gewohnt sind, sagte Neilsen. Sein Gas ist unglaublich dünn, sagte er, viel dünner als die Erdatmosphäre, während es gleichzeitig so viel heißer ist, dass seine rohen, diffusen Eisenpartikel genug Röntgenlicht in das Universum strahlen können, um eine Person aus der Nähe zu töten.
Neilsen sagte, er hoffe, dass er und seine Kollegen die detaillierten Messungen dieser Winde von NICER über sehr kurze Zeiträume nutzen können, um das Verhalten der Winde zu untersuchen, wenn sie gegen den Ereignishorizont von Schwarzen Löchern stoßen. Auf diese Weise könnten die Wissenschaftler einige tiefe Fragen zur Schwerkraft und zum Verhalten der Materie an diesen seltsamen Orten beantworten, sagte er.
