Numerische Simulation der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher mit sehr unterschiedlichen Massen und präzidierender Bahnebene (GW190412)

Numerische Simulation der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher mit sehr unterschiedlichen Massen und präzidierender Bahnebene (GW190412)

Numerische Simulation von zwei Schwarzen Löchern, die einander immer enger umkreisen, schließlich verschmelzen und dabei Gravitationswellen aussenden. Das größere Schwarze Loch ist 3,5-mal massereicher als das andere und dreht sich um sich selbst, wodurch die Bahnebene präzediert. Das simulierte Gravitationswellensignal stimmt mit der Beobachtung überein, die von den Gravitationswellendetektoren LIGO und Virgo am 12. April 2019 gemacht wurde (GW190412).

Details der Visualisierung

  • Der „scheinbare Horizont“ der Schwarzen Löcher ist in der Simulation schwarz dargestellt. Bei Timecode 1:09 bildet sich ein gemeinsamer scheinbarer Horizont; das bedeutet, dass die beiden Schwarzen Löcher miteinander verschmolzen sind.
  • Die Färbung der Horizonte stellt ihre Verformung dar. Konkret zeigt sie den zweidimensionalen Ricci-Skalar auf der Oberfläche an. Weiße Pfeile zeigen die Drehimpulse der Schwarzen Löcher an.
  • Die Gravitationswellen werden in Farben um die Schwarzen Löcher herum dargestellt, dabei steht blau für schwache und rot für starke Gravitationswellen. Dargestellt ist der Realteil des numerisch berechneten Signals, wobei die invers-radiale Skalierung für die Visualisierung entfernt wurde. Die Stärke wird aus der extrapolierten Wellenform der Simulation berechnet, die unten auf dem Bildschirm angezeigt ist.

Bildrechte

© N. Fischer, H. Pfeiffer, A. Buonanno (Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik), Simulating eXtreme Spacetimes project

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Filme

Numerische Simulation der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher mit sehr unterschiedlichen Massen und präzidierender Bahnebene (GW190412).

GW190412: Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher

Numerische Simulation der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher mit sehr unterschiedlichen Massen und präzidierender Bahnebene (GW190412).
Numerische Simulation der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher mit sehr unterschiedlichen Massen und präzidierender Bahnebene (GW190412). Weiße Pfeile zeigen die Richtung der Drehung des Schwarzen Lochs an.

GW190412: Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher

Numerische Simulation der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher mit sehr unterschiedlichen Massen und präzidierender Bahnebene (GW190412). Weiße Pfeile zeigen die Richtung der Drehung des Schwarzen Lochs an.

Standbilder aus diesen Simulationen nach dem Seitenumbruch!

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