Science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Hoe een zwart gat te voeden

Zwarte gaten zijn ongelooflijk massieve objecten die zo'n sterke zwaartekracht hebben dat niets, zelfs licht niet, aan hun zwaartekrachtveld kan ontsnappen. Het is bekend dat ze in het hele universum voorkomen en in verschillende maten en massa's voorkomen. Hoewel zwarte gaten zelf niet actief 'voeden', kunnen ze in omvang en massa groeien door materie uit hun omgeving op te zuigen of door fusies met andere zwarte gaten. Hier zijn een paar manieren waarop zwarte gaten kunnen worden ‘gevoed’:

1. Accretieschijven:

Zwarte gaten kunnen omgeven zijn door een wervelende schijf van gas en stof, ook wel accretieschijf genoemd. Deze schijf ontstaat wanneer materie uit de omringende omgeving, zoals gaswolken of verstoorde sterren, naar het zwarte gat valt. Terwijl het materiaal rond het zwarte gat draait, ondervindt het enorme wrijving, waardoor het opwarmt en hoge stralingsniveaus uitstraalt, waardoor de accretieschijf ongelooflijk lichtgevend wordt. De wrijving binnen de schijf zorgt er ook voor dat het materiaal zijn impulsmoment verliest, waardoor het naar binnen spiraalt in de richting van het zwarte gat. Dit proces staat bekend als accretie.

2. Stergetijdenverstoringsgebeurtenissen:

Wanneer een ster te dicht bij een massief zwart gat komt, kunnen de zwaartekrachten van het zwarte gat de interne druk van de ster overweldigen, waardoor de ster uit elkaar wordt gescheurd in een proces dat bekend staat als een getijdenverstoring. Het verstoorde stellaire materiaal vormt stromen puin die richting het zwarte gat vallen. Deze toestroom van massa, samen met het omringende gas van de ster, kan resulteren in een aanzienlijke toename van de massa van het zwarte gat.

3. Fusies met andere zwarte gaten:

In bepaalde gevallen kunnen zwarte gaten met elkaar versmelten. Dit gebeurt wanneer twee zwarte gaten zo dichtbij komen dat hun zwaartekracht hun individuele waarnemingshorizon kan overwinnen. Wanneer ze botsen, combineren de twee zwarte gaten zich tot één enkel, massiever zwart gat. De energie die vrijkomt tijdens de fusie produceert zwaartekrachtgolven, rimpelingen in de ruimtetijd die kunnen worden gedetecteerd door observatoria op aarde, zoals de Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO).

4. Superzware zwarte gaten in galactische centra:

Superzware zwarte gaten worden aangetroffen in de centra van de meeste massieve sterrenstelsels, waaronder ons eigen Melkwegstelsel. Deze zwarte gaten kunnen in massa groeien door materie uit de omringende galactische schijf op te zuigen. Het accretieproces kan in deze gevallen geleidelijker verlopen dan in de hierboven genoemde scenario's en zich over langere perioden voordoen.

Het is belangrijk op te merken dat zwarte gaten geen materie ‘eten’ in de zin dat we voedsel consumeren. Ze groeien in massa door materie te accumuleren via verschillende zwaartekrachtinteracties en processen in plaats van deze actief te consumeren.