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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Wie Schwarze Löcher ihren Hunger stillen |
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| | | Forscher konnten nach eigenen Angaben erstmalig einen außergewöhnlichen magnetischen Effekt nachweisen, der bei der Entstehung von Schwarzen Löchern eine entscheidende Rolle spielt. |
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Dabei handelt es sich um die so genannte Magneto-Rotations-Instabilität. Der Nachweis gelang Physikern des Forschungszentrums Dresden-Rossendorf.
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Die Ergebnisse wurden in zwei Fachzeitschriften vorgestellt: "Experimental evidence for magnetorotational instability in a Taylor-Couette flow under the influence of a helical magnetic field" in den "Physical Review Letters" (97, 184502) und "The traveling wave MRI in cylindrical Taylor-Couette flow: comparing wavelengths and speeds in theory and experiment" in den "Astrophysical Journal Letters" (649, L145). |
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Hunger ist nicht leicht zu stillen |
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In den Köpfen werden Schwarze Löcher häufig damit in Verbindung gebracht, dass sie alles um sich herum verschlingen und nichts entkommen lassen - nicht einmal Licht. Doch die "Fütterung" Schwarzer Löcher ist keine einfache.
Materie der Akkretionsscheiben, also der Gasscheiben, die sich in der Umgebung Schwarzer Löcher gebildet haben und um diese rotieren, kann nicht einfach von Schwarzen Löchern aufgesaugt werden.
Nur wenn die Materieteilchen abgebremst werden, reicht die Fliehkraft nicht mehr aus, um die Teilchen auf ihren Kreisbahnen zu halten, und sie stürzen in das Schwarze Loch.
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Materie wird abgebremst |
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Wie wird die Materie in der Akkretionsscheibe aber abgebremst? Dieses Problem stellt sich nicht nur bei Schwarzen Löchern, sondern auch bei der Entstehung ganz normaler Sterne, deren Planetensysteme ebenfalls aus Akkretionsscheiben entstehen.
Die Lösung besteht in der so genannten Magneto-Rotations-Instabilität (MRI). Ihre Bedeutung für die Astrophysik sagten die Wissenschaftler Steven A. Balbus und John F. Hawley 1991 theoretisch voraus.
Sie konnten mathematisch zeigen, dass stabile Akkretionsscheiben durch Magnetfelder destabilisiert werden können. Erst durch diesen Prozess wird Massenkonzentration in Sternen und Schwarzen Löchern überhaupt möglich.
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Entstehung von Sternen simuliert |
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Seit etwa fünf Jahren gibt es weltweite Bestrebungen, diesen für die kosmische Strukturbildung so fundamentalen Prozess im Laborexperiment nachzuweisen, schreiben die Wissenschaftler des Forschungszentrums Dresden-Rossendorf in einer Aussendung.
Eine kürzlich im Journal "Nature" (Bd. 444, S. 343) veröffentlichte Arbeit unterstrich, dass Turbulenz in Akkretionsscheiben nur durch die Magnetfeldwirkung möglich ist, ein experimenteller Nachweis dieses Mechanismus stand aber bisher aus.
Der gealng nun Dresdner Physikern vom Astrophysikalischen Institut Potsdam (API) im Rahmen des Experiments "PROMISE" (Potsdam Rossendorf Magnetic Instability Experiment).
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Im Versuch Strömung gebremst |
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Im Versuch wurde eine hydrodynamisch stabile Strömung erzeugt. Unter dem Einfluss eines extern angelegten Magnetfeldes wurde diese aber destabilisiert und somit turbulent, was letztlich zum Abbremsen der Strömung führte - genauso, wie von Balbus und Hawley vorausgesagt.
[science.ORF.at/IdW, 6.12.06]
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01.01.2010 |
