Haben nicht rotierende Schwarze Löcher eine Akkretionsscheibe?

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4 Antworten

Hallo SeriousAnswer,

schau mal in diesen Artikel - und zwar unter dem Abschnitt "Aber: kosmische Schwarze Löcher rotieren":

http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt\_s02.html#schw

Nicht rotierende Schwarze Löcher waren einfach die erste Lösung der Einsteinschen Feldgleichungen, die gefunden wurde (von Schwarzschild). Die Kerr-Lösung stellt den allgemeinen Fall dar. Sie wurde aber eben erst später gefunden.

In der Natur sind keine nicht rotierenden Schwarzen Löcher bekannt, bei stellaren Schwarzen Löchern, die noch nicht akkretiert haben aber auch nicht auszuschließen.

Die Rotation der Akkretionsscheibe ergibt sich aus dem Drehimpuls des einfallenden Materials. Das Material, das in Richtung SL fällt, fällt ja nicht exakt radial ein. Vollkommene Drehimpulsfreiheit wäre ein höchst unrealistischer Spezialfall, der umso unwahrscheinlicher ist, je länger ein SL bereits Material einsammelt.

Die Rotation der Akkretionsscheiben ergibt sich also nicht aus der Rotation des zentralen SL, sondern aus dem Drehimpuls des einfallenden Materials. Es ist eher so, dass ein hypothetisches nicht rotierendes SL durch die Akkretionsscheibe Drehimpuls übertragen bekommt. Supermassereiche SL in Galaxienzentren haben schon sehr lange Material akkretiert - bei ihnen ist deshalb von einer Rotation auszugehen.

Hilft Das ein bissi?

Grüße


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Kommentar von SeriousAnswer
07.01.2016, 16:58

Ja, das hat mir sehr geholfen. Vielen lieben Dank

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Kommentar von Abahatchi
08.01.2016, 11:10

Vollkommene Drehimpulsfreiheit wäre ein höchst unrealistischer Spezialfall,

In der Physik gibt es immer bestimmte Vektor-Grenzen, in deren Ramen etwas variiert. So sollte man nicht rotierende schwarze Löcher nicht als Spezialfall sehen. Es gibt eine Skala von null Rotation und C Rotation. Das sind die Grenzen in dieser speziellen Vekorgestalltung. Nur zwischen den beiden Grenzen sind Schwarze Löcher möglich.

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Hallo seriousanswer,

die Frage nach der Rotation Schwarzer Löcher, lag für die Astrophysiker lange Zeit im Dunkeln. Im wahrsten Sinne des Wortes, denn wie soll man die Rotation eines Objektes messen, dass keine Form sichtbarer elektromagnetischer Strahlung emittiert?

Grundsätzlich ist die Idee der Annahme einer Lochrotation in astrophysikalischer Hinsicht nicht einmal verwerflich. Alles, scheint im Kosmos irgendwie zu rotieren. Ob es sich um Protonen, Planeten, Sterne oder Galaxien handelt, der Eigendrehimpuls scheint bei vielen Objekten, grundlegender Bestandteil ihrer Existenz zu sein.

Man ist sich heute sehr sicher, dass Schwarze Löcher in aller Regel rotieren. Bereits dabei wurde schnell klar, dass die Rotationsgeschwindigkeit eines solchen Lochs in aller Regel überdimensionale Ausmaße anzunehmen scheint. Bis zu 90% der Lichtgeschwindigkeit, scheinen die Regel zu sein und auch sonst, wären viele astrophysikalisch beobachtbare Prozesse ohne die Annahme einer Lochrotation nicht zu erklären. Das hängt auch jeweils eng mit sich potenziell ausbildenden Akkretionsscheiben zusammen.

Befindet sich in der Nähe eines Schwarzen Lochs ein großes Gasaggregat, so wird es sich unter gravitativem Einfluss in Richtung des Lochs begeben können. Besitzt das Gas zusätzlichen Drehimpuls (ist in der Regel der Fall), schließen die Gesetze der Physik einen Akkretionsprozess ohne eine Form von thermischer Reibung gänzlich aus. Ziel ist es, dass das Gas seinen Drehimpuls loswird um in das Loch einfallen zu können.

Nur dieser Prozess, würde ohnehin nicht die beobachteten Akkretionsleuchtkräfte um Schwarze Löcher erklären können. Die physikalische Modellierung einer Akkretionsscheibe um das Schwarze Loch herum, kann verschiedenartig erfolgen. Die Effizienz der Akkretionsprozesse selber, hat entscheidenden Einfluss auf die resultierenden Leuchtkräfte, die sich im elektromagnetischen Spektrum des Objekts manifestieren.

Es stellt sich heraus, dass es bei Akkretionsprozessen vor allem auf die
Effizienz der Umwandlung potenzieller Energieformen des beteiligten Gravitationsfeldes in thermisch/kinetische Energien ankommt. Die Effizienz der Umwandlung dieser beteiligten Energieformen, wird nun maßgeblich durch die Lochrotation beeinflusst.

Bedingt durch den sogenannte Lense-Thirring-Effekt (bekannt aus der ART), ist es einer Akkretionsscheibe um ein Schwarzes Loch möglich, bis zu 5x näher an das Zentralobjekt zu rücken, als das bei einem Nichrotierenden Körper der Fall ist. Folglich wird durch die Rotation des Schwarzen Loches und der resultierenden Erweiterung der Akkretionsscheibenfläche mehr potenzielle Energie des Gravitationsfeldes angezapft. Exakt diesen Effizienzunterschied, kann man in der Helligkeit von zb. quasistellaren Objekten sehen.

Die beiden Zahlen, rühren also schließlich daher, dass durch die Annahme der Rotation eines Loches, die Effizienz der Umwandlung potenzieller Energie in Strahlung erheblich größer ist, als das unter der Annahme einer Nichrotation der Fall ist. Die Akkretionsscheibe um ein rotierendes Schwarzes Loch, kann bis zu 42% der beteiligten Masse, direkt in Energie umwandeln. Die Akkretionsscheibe um ein nichtrotierendes Schwarzes Loch, kommt aufgrund des Ausbleiben des Lense-Thirring-Effektes, nur auf 8% der Umwandlung.

Lg Nikolai 

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Kommentar von Startrails
08.01.2016, 03:27

Einfach herrlich so eine Antwort hier um diese Zeit :-)

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Eine Akkretionsscheibe entsteht in der Nähe jeder größeren Masse, die von "Staub" (vielen sehr viel kleineren Massekörnchen) umgeben ist. Das hat nichts damit zu tun, ob die Zentralmasse rotiert. (Weiße Zwerge, protoplanetare Scheibe)

Zur Bildung einer Akkretionsscheibe ist natürlich ein Drehimpuls nötig - die Teilchen der Akkretionsscheibe haben durch ihre Kreis- bzw. Ellipsenbewegung ja einen Drehimpuls -, dieser Drehimpuls hat aber nichts mit dem Drehimpuls der Zentralmasse zu tun, sondern es ist der Bahndrehimpuls der Staubteilchen.

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Kommentar von stey1954
07.01.2016, 15:15

@PWolff,

http://www.abenteuer-universum.de/stersterne/bl6.html

"Schwarzes Loch in NGC 7052In der elliptischen Galaxie NGC 7052 hat das Hubble- Weltraumteleskop ein Schwarzes Loch entdeckt (....). Was auf dem rechten Bild fast wie eine Radkappe aussieht, ist eine gigantische Akkretionsscheibe von 3700 Lichtjahren Ausdehnung im Zentrum der Galaxie. Diese riesige Staubmenge stammt vermutlich aus der Kollision mit einer anderen Galaxie, das Schwarze Loch benötigte mehrere Millionen Jahre um diese Scheibe auszubilden. Das Loch hat inzwischen eine Größe von 300 Millionen (!) Sonnenmassen erreicht."

Liebe Grüße <(●_●)>  Pippa & Rozina

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Nichtrotierende Schwarze Löcher gibt es nur in der Theorie.

Jedes tatsächlich existierende Schwarze Loch hat einen Drehimpuls größer als Null.

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Kommentar von SeriousAnswer
07.01.2016, 13:29

Das Wissen nimmst du woher? (Nicht, dass ich deine Kompetenz infrage stellen will, aber das habe ich noch nirgends gelesen)

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