Große und kleine schwarze Löcher ernähren sich auf die gleiche Weise

Egal, ob es sich um ein Schwarzes Loch mit Sternmasse oder um ein supermassives Schwarzes Loch im Herzen einer Galaxie handelt, es scheint, dass sie Materie auf die gleiche Weise verbrauchen. Forscher haben die Akkretionsscheiben sowohl um stellare als auch um supermassive Schwarze Löcher untersucht und festgestellt, dass sie das gleiche Muster von Röntgenstrahlen emittieren. Aufgrund ihrer Größe verbraucht die supermassive Sorte über lange Zeiträume Materie. Durch die Untersuchung der kleineren Sorte können Forscher modellieren, was in größeren Maßstäben passieren wird.

Untersuchungen britischer Astronomen, die heute in Nature (7. Dezember 2006) veröffentlicht wurden, zeigen, dass die Prozesse in Schwarzen Löchern aller Größen gleich sind und dass supermassive Schwarze Löcher einfach vergrößerte Versionen kleiner galaktischer Schwarzer Löcher sind.

Seit vielen Jahren versuchen Astronomen, die Ähnlichkeiten zwischen galaktischen Schwarzen Lochsystemen mit Sternmassengröße und den supermassiven Schwarzen Löchern in aktiven galaktischen Kernen (AGN) zu verstehen. Variieren sie insbesondere grundlegend auf die gleiche Weise, aber möglicherweise werden charakteristische Zeitskalen proportional zur Masse des Schwarzen Lochs vergrößert. In diesem Fall könnten die Forscher vorschlagen, wie sich AGN auf kosmologischen Zeitskalen verhalten soll, indem wir die helleren und viel schnelleren galaktischen Systeme untersuchen.

Professor Ian McHardy von der University of Southampton leitet das Forschungsteam, dessen Ergebnisse heute veröffentlicht werden (zusammen mit den Kollegen Dr. Elmar Koerding, Dr. Christian Knigge, Professor Rob Fender und Dr. Phil Uttley, die derzeit an der Universität von Amsterdam arbeiten). Ihre Beobachtungen wurden unter Verwendung von Daten aus dem Rossi X-ray Timing Explorer der NASA und dem XMM Newton X-ray Observatory gemacht.

Professor McHardy kommentiert: „Durch die Untersuchung der Art und Weise, in der die Röntgenemission von Schwarzlochsystemen variiert, haben wir festgestellt, dass der Akkretions- oder„ Fütterungsprozess “- bei dem das Schwarze Loch Material aus seiner Umgebung anzieht – in Schwarz gleich ist Löcher aller Größen und dieses AGN sind nur vergrößerte galaktische Schwarze Löcher. Wir haben auch festgestellt, dass die Art und Weise, in der sich die Röntgenemission ändert, stark mit der Breite der optischen Emissionslinien von Schwarzlochsystemen korreliert. “

Er fügt hinzu: „Diese Beobachtungen haben wichtige Auswirkungen auf unser Verständnis der verschiedenen Arten von AGN, die anhand der Breite ihrer Emissionslinien klassifiziert werden. Daher unterscheiden sich Seyfert-Galaxien mit schmalen Linien, die oft als ungewöhnlich diskutiert werden, nicht von anderen AGN. Sie haben nur ein geringeres Verhältnis von Masse zu Akkretionsrate. “

Die Forschung zeigt, dass sich die charakteristische Zeitskala linear mit der Masse des Schwarzen Lochs ändert, jedoch umgekehrt mit der Akkretionsrate (gemessen relativ zur maximal möglichen Akkretionsrate). Dieses Ergebnis bedeutet, dass der Akkretionsprozess bei Schwarzen Löchern aller Größen gleich ist. Durch die Messung der charakteristischen Zeitskala und der Akkretionsrate argumentiert das Team, dass diese einfache Beziehung dazu beitragen kann, Schwarzlochmassen zu bestimmen, bei denen andere Methoden sehr schwierig sind, beispielsweise bei verdecktem AGN oder bei den begehrten Zwischenmassen-Schwarzlöchern.

Professor McHardy fährt fort: „Die Anreicherung von Materie in ein Schwarzes Loch erzeugt eine starke Röntgenemission aus der Nähe des Schwarzen Lochs. Die Untersuchung der Art und Weise, in der sich die Röntgenemission mit der Zeit ändert, die als Röntgenlichtkurven bezeichnet wird, bietet eine der besten Möglichkeiten, das Verhalten von Schwarzen Löchern zu verstehen.

Es ist seit über zwei Jahrzehnten bekannt, dass charakteristische Zeitskalen in den Röntgenlichtkurven galaktischer Schwarzlochsysteme zu sehen sind. Die Zeitskalen sind kurz (

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