Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut)
Die erste Beobachtung zweier verschmelzender Schwarzer Löcher durch LIGO
Numerisch-relativistische Simulation der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher, wie sie die „Advanced LIGO“-Detektoren am 14. September 2015 beobachtet haben.
Im Jahr 2015 haben Wissenschaftler:innen zum ersten Mal Gravitationswellen beobachtet, die von einem kataklysmischen Ereignis im fernen Universum stammen. Die Gravitationswellen wurden am 14. September 2015 um 9:51 Weltzeit von den beiden laserinterferometrischen Gravitationswellen-Observatorien (LIGO) nachgewiesen, die sich in Livingston (Louisiana) und Hanford (Washington) befinden. Das Signal wurde für etwa 0,2 Sekunden beobachtet, während es in Amplitude und Frequenz zunahm. Seine Frequenz lag zwischen 35 Hz und 250 Hz; seine Maximalamplitude betrug 10-21.
Das Signal stimmt mit den Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie für das Umrunden und das Kollidieren zweier Schwarzer Löcher mit 36 bzw. 29 Sonnenmassen überein. Das entstandene Schwarze Loch hat die Masse von 62 Sonnen. Etwa 3 Sonnenmassen wurden im Bruchteil einer Sekunde in Gravitationswellen umgesetzt – mit einer Strahlungsleistung, die etwa 50 Mal die des gesamten sichtbaren Universums betrug. Aus den Beobachtungen wurde auf einen Abstand von 410 Megaparsec (1,3 Milliarden Lichtjahre) zu dem System geschlossen.
Die untenstehende numerisch-relativistische Simulation zeigt das Umrunden und Verschmelzen des Binärsystems aus Schwarzen Löchern, wie es von LIGO beobachtet wurde.
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Die ersten, von LIGO beobachteten Schwarzen Löcher
Dieser Film und die Bilder zeigen die Gravitationswellen, die während des Umkreisens und der Verschmelzung der von LIGO entdeckten binären Schwarzen Löcher emittiert werden.
Bildrechte: Numerisch-relativistische Simulation: S. Ossokine, A. Buonanno (Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik), Simulating eXtreme Spacetimes project Wissenschaftliche Visualisierung: W. Benger (Airborne Hydro Mapping GmbH)
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Simulation des Gravitationswellenereignisses GW150914
Dieser Film zeigt das erste Gravitationswellensignal, das am 14. September 2015 von LIGO erfasst wurde. Es handelt sich um die numerische Simulation zweier ineinander spiralisierender Schwarzer Löcher, die zu einem neuen Schwarzen Loch verschmelzen. Dargestellt sind die Horizonte der Schwarzen Löcher, das starke Gravitationsfeld, das sie umgibt, und die erzeugten Gravitationswellen.
Numerisch-relativistische Simulation zweier sich umkreisender Schwarzer Löcher, die zu einem neuen Schwarzen Loch verschmelzen. Gezeigt sind die Horizonte der Schwarzen Löcher, das starke Gravitationsfeld, das die Schwarzen Löcher umgibt, und die erzeugten Gravitationswellen.
Bildrechte: Numerisch-relativistische Simulation: S. Ossokine, A. Buonanno (Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik), Simulating eXtreme Spacetimes project Wissenschaftliche Visualisierung: W. Benger (Airborne Hydro Mapping GmbH)
Scientists have studied what happens when two stellar-mass black holes merge near a more massive black hole. They have calculated how strong space-time curvature modifies the gravitational waveforms and how this might be detected in future observations.
Bereits kurz nach dem Beginn des vierten Beobachtungslaufs haben die LIGO-Virgo-KAGRA-Kollaborationen ein überraschendes Gravitationswellen-Signal beobachtet.
A new general-relativistic viscous-radiation hydrodynamics simulation indicates that rotating stellar collapses of massive stars to a black hole surrounded by a massive torus can be a central engine for high-energy supernovae, so-called hypernovae.
Der Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik wird für seine innovative Forschung über verschmelzende Schwarze Löcher ausgezeichnet.
Spin measurements from binary black hole mergers observed by gravitational-wave detectors carry valuable clues about how these binaries form in nature. Theorists have predicted that binaries could be attracted towards special configurations called spin-orbit resonances, where the spin and orbital angular momenta become locked into a resonant plane. The authors find first potential signs of these resonances in gravitational-wave data.
