Supermassive Schwarze Löcher könnten Geheimnisse über ihre Vorfahren verbergen. Eine neue Studie schlägt einen neuartigen Ansatz vor, um diese Mysterien zu entschlüsseln. Während stellare Schwarze Löcher durch den Kollaps großer Sterne entstehen, verdanken supermassive Schwarze Löcher ihre Gigantismus viel komplexeren Prozessen.
Astronomen vermuten, dass das Wachstum dieser Kolosse nicht nur durch die Aufnahme von Gas und Sternen, sondern auch durch eine Reihe von Verschmelzungen immer massiverer Schwarzer Löcher erfolgt. Imre Bartos und Oscar Barrera erforschen in einer im
Astroparticle Physics veröffentlichten Studie, wie die aus diesen Verschmelzungen resultierenden „Kind“-Schwarzen Löcher Informationen über die „Eltern“-Schwarzen Löcher bewahren können.
Die Ergebnisse von Bartos zeigen, dass Schwarze Löcher, die aus Kollisionen entstehen, entscheidende Informationen über die Eigenschaften ihrer Vorfahren bewahren, wie Masse und Spin. Letzterer, auch Drehimpuls genannt, könnte sogar die Geschichte ihrer Entstehung und ihres Wachstums enthüllen.
Schwarze Löcher, die vom Physiker John Wheeler als ohne oberflächliche Merkmale beschrieben werden, können dennoch Hinweise auf ihre Vergangenheit durch ihren Spin enthüllen. Ein Schwarzes Loch, das eine hohe Rotationsgeschwindigkeit erreicht hat, könnte somit durch die Aufnahme von Gas oder durch frühere Kollisionen gewachsen sein.
Für ihre Studie wendeten Bartos und Barrera eine fortgeschrittene statistische Technik, die sogenannte bayessche Inferenz, an. Diese Methode erweist sich im aktuellen Kontext als besonders geeignet, da Physiker Gravitationswellen nutzen, um die Verschmelzungen Schwarzer Löcher zu analysieren. Tatsächlich ermöglicht die bayessche Inferenz die Kombination beobachteter Daten mit vorbestehendem Wissen, um die Eigenschaften der Vorfahren-Schwarzen Löcher abzuschätzen. Dieser Ansatz verbessert somit die Genauigkeit der aus den bei Fusionsereignissen detektierten Gravitationswellen abgeleiteten Schlussfolgerungen.
Die jüngsten Beobachtungen lassen vermuten, dass „Produktionslinien“ Schwarzer Löcher, in denen mehrere aufeinanderfolgende Verschmelzungen stattfinden, im Universum häufig sein könnten. Bartos erfreut sich an dieser kosmischen Untersuchung und vergleicht die Suche nach den Spuren früherer Generationen Schwarzer Löcher mit einer echten kriminalistischen Untersuchung.
Quelle: Astroparticle Physics