Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe snel draaien zwarte gaten?

De rotatiesnelheid van een zwart gat wordt beschreven door zijn dimensieloze spinparameter 'a', die waarden tussen 0 en 1 kan aannemen:

- a =0: Dit komt overeen met een niet-roterend zwart gat, ook wel een Schwarzschild-zwart gat genoemd. In dit geval staat de rotatieas van het zwarte gat stil.

- 0 Dit duidt op een roterend zwart gat. Naarmate 'a' toeneemt, draait het zwarte gat sneller.

- a =1: Dit vertegenwoordigt een maximaal roterend zwart gat, ook wel een extreem Kerr-zwart gat genoemd. In dit geval draait het zwarte gat rond met de snelst mogelijke snelheid die door de wetten van de natuurkunde wordt toegestaan. Men denkt dat extreme Kerr-zwarte gaten de meest efficiënte bronnen zijn voor energiewinning door middel van rotatie-energie.

In werkelijkheid roteren de meeste waargenomen zwarte gaten waarschijnlijk met verschillende snelheden tussen 0 en 1. De rotatiesnelheid is afhankelijk van verschillende factoren, waaronder de ontstaansgeschiedenis van het zwarte gat en eventuele interacties die het heeft gehad met omringende materie.

Van zwarte gaten gevormd uit ingestorte massieve sterren wordt bijvoorbeeld verwacht dat ze hogere spins hebben vanwege het impulsmoment van de ster. Aan de andere kant kunnen zwarte gaten gevormd door de fusies van kleinere zwarte gaten een lagere spins hebben vanwege de chaotische aard van het fusieproces.

Observatiestudies van zwarte gaten, vooral door middel van röntgen- en radiowaarnemingen, hebben inzicht gegeven in hun spinsnelheden. Van sommige zwarte gaten, zoals het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel (Boogschutter A*), is bekend dat ze langzaam roteren met 'a'-waarden dichtbij 0. Aan de andere kant zijn er ook andere zwarte gaten waargenomen om snel te draaien en de 'a'-waarden dichter bij 1 te benaderen.