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Astronomie+Physik

Leck im Loch: Auch Schwarze Löcher verlieren Energie

Äußerst merkwürdige Dinge wie Plasma mit negativer Energie oder Wellen im verdrehten Raum sind notwendig, um aus einem Schwarzen Loch Energie herauszuholen. Der Prozess, der rotierende Schwarze Löcher abbremst, könnte auch die Entstehung rätselhafter Teilchenjets erklären, berichten Forscher um Shinji Koide von der Toyama Universität in Japan in einem Online-Vorab-Bericht des Fachblattes Science (Vol. 295, Ausgabe vom 25. Januar).

In einer Computersimulation berechneten die Forscher, was passiert, wenn Plasma – also ein Gas aus ionisierten Teilchen – in ein rotierendes Schwarzes Loch fällt, das von einem starken Magnetfeld umgeben ist. Innerhalb einer bestimmten Region um das Schwarze Loch, der so genannten Ergosphäre, sind sowohl der Raum als das Magnetfeld gezwungen, in der gleichen Richtung wie das Schwarze Loch zu rotieren. Die Magnetischen Feldlinien werden gegeneinander verdrillt, wodurch sich die magnetische Feldstärke verdreifacht.

Die Region mit dem verstärkten Feld wandert nach als so genannte Alfvenwelle nach außen, wobei sie Energie mitnimmt. Dabei bekommt das Plasma, das gerade mit negativem relativistischem Drehimpuls ins Schwarze Loch fällt, eine negative Energie.

Sobald das Plasma den Ereignishorizont des Schwarzen Lochs überschreitet ? den Punkt, von dem auch Licht nicht mehr entkommen kann ? , vermindert sich die Rotationsenergie des Schwarzen Lochs: Es dreht sich langsamer.

Wie Koide und Kollegen schreiben, können durch diesen Prozess Teilchenstrahlen mit relativistischer Geschwindigkeit erzeugt werden ? die rätselhaften Jets, die an einigen Schwarzen Löchern, aktiven Galaxien und Mini-Quasaren beobachtet werden. Auch die geheimnisvollen Gammablitze könnten durch den von den Forschern „magnetohydrodynamischen Penrose-Prozess“ genannten Vorgang erzeugt werden, wenn es sich um ein extrem schnell rotierendes Schwarzes Loch handelt, so die Forscher.

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Ute Kehse
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