Erster Beweis für Präzession in ultraluminösen Akkretionsscheiben

Gas wirbelt aufgrund seiner starken Schwerkraft um ein Schwarzes Loch und bildet eine Akkretionsscheibe. Diese Akkretionsscheiben gehören zu den effizientesten Energieumwandlungsmechanismen im Universum und emittieren Licht und Plasmastrahlen. Wenn sich ein Schwarzes Loch um seine Achse dreht, wackelt die Akkretionsscheibe wie ein Kreisel.

Diese Präzessionsbewegung wurde in weniger leuchtenden Akkretionsscheiben untersucht, es ist jedoch unklar, ob das gleiche Phänomen auch in ultrahellen Akkretionsscheiben auftritt, die starke Strahlung aussenden.

Forscher der Universität Tsukuba führten eine groß angelegte Simulation der elektromagnetischen Hydrodynamik der Strahlung auf der Grundlage der Allgemeinen Relativitätstheorie durch und zeigten zum ersten Mal, dass die Präzessionsbewegung einer geneigten ultraluminösen Akkretionsscheibe durch den Spin des Schwarzen Lochs verursacht wird.

Darüber hinaus ändert diese Präzessionsbewegung periodisch die Richtung der vom Schwarzen Loch emittierten Jets und Strahlung, was darauf hindeutet, dass die periodischen Schwankungen der Leuchtkraft ultraluminöser Akkretionsscheiben möglicherweise durch die Drehung des Schwarzen Lochs verursacht werden. Die Ursache für solche periodischen Schwankungen war bisher unbekannt.

Die Ergebnisse sind veröffentlicht In Das Astrophysikalische Journal.

In Zukunft wollen die Forscher mithilfe vergleichender Analysen zwischen Langzeitsimulationen und Beobachtungsdaten validieren, ob sich Schwarze Löcher drehen. Diese Errungenschaft ist bereit, unser Verständnis darüber zu vertiefen, wie der Spin eines Schwarzen Lochs kosmische Phänomene beeinflusst, und einen wesentlichen Beitrag zur Authentifizierung des Raumzeitgerüsts von Schwarzen Löchern und der Allgemeinen Relativitätstheorie zu leisten.