Hören Sie die seltsamen Geräusche eines singenden schwarzen Lochs

Im Weltraum kann man ein Schwarzes Loch nicht schreien hören, aber anscheinend kann man es singen hören.

Im Jahr 2003 arbeiteten Astrophysiker mit dem umlaufenden Chandra-Röntgenobservatorium der NASA zusammen entdeckte ein Wellenmuster im Röntgenlicht eines riesigen Galaxienhaufens im Sternbild Perseus. Es waren Druckwellen – also Schallwellen – mit einem Durchmesser von 30.000 Lichtjahren, die durch das dünne, ultraheiße Gas, das Galaxienhaufen durchdringt, nach außen strahlen. Sie wurden durch periodische Ausbrüche eines supermassiven Schwarzen Lochs im Zentrum des Haufens verursacht, das 250 Millionen Lichtjahre entfernt ist und Tausende von Galaxien enthält.

Mit einer Schwingungsdauer von 10 Millionen Jahren entsprachen die Schallwellen akustisch B-Dur 57 Oktaven unter dem mittleren C, eine Tonhöhe, die das Schwarze Loch anscheinend in den letzten zwei Milliarden Jahren beibehalten hat. Astronomen vermuten, dass diese Wellen die Sternentstehung bremsen und das Gas im Haufen zu heiß halten, um zu neuen Sternen zu kondensieren.

Chandra-Astronomen „sonifizierten“ diese Wellen kürzlich, indem sie die Signale auf 57 oder 58 Oktaven über ihrer ursprünglichen Tonhöhe beschleunigten und ihre Frequenz um das Billiardenfache erhöhten, um sie für das menschliche Ohr hörbar zu machen. Infolgedessen können wir anderen jetzt den intergalaktischen Sirenengesang hören.

Dank dieser neuen kosmischen Kopfhörer ist das Schwarze Loch von Perseus macht seltsames Stöhnen und Knurren es erinnerte diesen Zuhörer an die galoppierenden Töne, die ein außerirdisches Funksignal markieren, das Jodie Foster über Kopfhörer hört im Science-Fiction-Film „Contact“.

Als Teil eines laufenden Projekts zur „Sonifizierung“ des Universums hat die NASA auch ähnlich erzeugte Bilder veröffentlicht. Klänge von leuchtenden Knoten in einem Energiestrahl aus einem riesigen schwarzen Loch im Zentrum der gigantischen Galaxie M87 abgefeuert. Diese Klänge erreichen uns über 53,5 Millionen Lichtjahre hinweg in Form einer majestätischen Folge von Orchesterklängen.

Ein weiteres Sonifikationsprojekt wurde von einer Gruppe unter der Leitung von Erin Kara, einer Astrophysikerin am Massachusetts Institute of Technology, durchgeführt, als Teil der Bemühungen, die hellen Echos von Röntgenblitzen zu nutzen, um die Umgebung von Schwarzen Löchern genau wie Fledermäuse zu kartieren Verwenden Sie Geräusche, um Mücken zu fangen.

Dies alles ist eine Folge der „Black Hole Week“, einer jährlichen Social-Media-Extravaganz der NASA vom 2. bis 6. Mai. As It Happens This Week liefert den Auftakt zu großen Neuigkeiten am 12. Mai, wenn Forscher am Event Horizon Telescope das 2019 produzierte das erste Bild eines Schwarzen Lochsmüssen ihre neusten Ergebnisse bekannt geben.

Schwarze Löcher sind nach Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie Objekte, deren Schwerkraft so stark ist, dass ihnen nichts, nicht einmal Licht, geschweige denn Schall, entkommen kann. Paradoxerweise können sie auch die hellsten Dinge im Universum sein. Bevor irgendeine Art von Materie jemals in einem Schwarzen Loch verschwinden würde, spekulieren Theoretiker, würde sie durch das Gravitationsfeld des Lochs auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und wirbelnd auf Millionen von Grad erhitzt. Es würde Röntgenblitze auslösen, interstellare Schockwellen erzeugen und hochenergetische Jets und Partikel in den Weltraum pressen wie Zahnpasta in einer Tube.

In einem gängigen Szenario existiert ein Schwarzes Loch in einem Doppelsternsystem mit einem Stern und stiehlt ihm Material, das sich in einer dichten, glänzenden Scheibe ansammelt – einem sichtbaren Donut of Doom –, der sporadisch Ausbrüche von Röntgenstrahlen erzeugt.

Unter Verwendung von Daten von einem NASA-Instrument namens Neutron Star Interior Composition Explorer – NICER – suchte eine Gruppe unter der Leitung von Jingyi Wang, einer MIT-Doktorandin, nach Echos oder Reflexionen dieser Röntgenblitze Echos und Verzerrungen, die durch ihre Nähe zur seltsamen Schwerkraft von Schwarzen Löchern verursacht werden, haben Einblick in die Entwicklung dieser heftigen Ausbrüche gegeben.

Während dieser Zeit arbeitete Dr. Kara mit Bildungs- und Musikexperten zusammen, um Röntgenreflexionen in hörbaren Schall umzuwandeln. In einigen Simulationen dieses Prozesses, sagte sie, blitzen die Blitze ganz um das Schwarze Loch herum und verursachen eine verräterische Änderung ihrer Wellenlängen, bevor sie reflektiert werden.

„Ich finde es toll, dass wir in diesen Simulationen die allgemeine Relativitätstheorie ‚hören‘ können“, sagte Dr. Kara in einer E-Mail.

Iss dein Herz, Pink Floyd.