Ein Team von Astrophysikern unter der Leitung von Elias Most vom Caltech hat die Millisekunden vor der Zerstörung eines Neutronensterns durch ein Schwarzes Loch modelliert. Ihre in
The Astrophysical Journal Letters veröffentlichte Arbeit beschreibt, wie die Oberfläche des Sterns unter dem Einfluss der extremen Gravitation bricht.
Die Simulationen zeigen, dass "Starquakes" (Sternebenen) magnetische Wellen erzeugen, die in schnelle Radioblitze umgewandelt werden. Diese Signale könnten vom zukünftigen Radioteleskop-Netzwerk des Caltech in Nevada aufgefangen werden. Elias Most erklärt, dass diese Wellen eine akustische Signatur der stellaren Zerstörung sind.
Die Studie sagt auch die Emission gewaltiger Stoßwellen beim endgültigen Verschwinden des Sterns voraus. Katerina Chatziioannou, Mitautorin, betont, dass diese Simulation erstmals die gesamte beteiligte Physik dieses Prozesses berücksichtigt.
Ein hypothetisches Objekt, der Schwarze-Loch-Pulsar, könnte kurzzeitig während dieses Prozesses entstehen. Elias Most beschreibt dieses Phänomen als einen traditionellen Pulsar, der jedoch vom Schwarzen Loch angetrieben wird, das den Neutronenstern absorbiert.
Die Berechnungen wurden dank des Supercomputers Perlmutter mit Grafikprozessoren ermöglicht. Elias Most betont, dass diese Rechenleistung unerlässlich war, um diese extremen Ereignisse präzise zu modellieren.
Wie kann ein Schwarzes Loch Radiowellen erzeugen?
Wenn ein Schwarzes Loch einen Neutronenstern zerreißt, erzeugt es Störungen im Magnetfeld des Sterns. Diese Störungen erzeugen Alfvén-Wellen, die sich in nachweisbare Radiowellen umwandeln.
Dieser Prozess ähnelt dem in Pulsaren beobachteten, wo das intensive Magnetfeld eines rotierenden Neutronensterns Radiowellenstrahlen erzeugt. Im Fall eines Schwarzen Lochs ist das Phänomen jedoch viel gewalttätiger und von kurzer Dauer.
Die so erzeugten schnellen Radioblitze (FRB) gehören zu den energiereichsten Signalen im Universum. Ihre Detektion könnte wertvolle Hinweise auf die extremen Bedingungen in der Nähe von Schwarzen Löchern liefern.
Was ist ein Schwarze-Loch-Pulsar?
Ein Schwarze-Loch-Pulsar ist ein hypothetisches Objekt, das vorübergehend bei der Absorption eines Neutronensterns durch ein Schwarzes Loch entstehen könnte. Es vereint die Eigenschaften eines Pulsars und eines Schwarzen Lochs.
Während dieses Prozesses treibt das Schwarze Loch das Magnetfeld des Neutronensterns an und erzeugt einen Rotationseffekt, der einem Pulsar ähnelt. Diese Rotation erzeugt Partikel- und Strahlungsjets.
Obwohl dieser Zustand sehr kurzlebig ist, könnte er charakteristische Signale wie Röntgen- oder Gammastrahlenausbrüche aussenden. Diese Emissionen würden Astronomen ermöglichen, solche Ereignisse im Universum zu identifizieren.
Quelle: The Astrophysical Journal Letters