Supermassive Schwarze Löcher, Akkretionsscheiben, Stellardynamik und Gezeiten-Störungen von Sternen

• Antragsteller: Professor Dr. Pau Amaro-Seoane, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 233738862

Massive schwarze Löcher existieren im Zentrum der meisten, vielleicht aller Galaxien. Die Massen der schwarzen Löcher sind sehr gut mit den Eigenschaften der Muttergalaxien korreliert, was vermuten lässt, dass die Formation beider Populationen verknüpft ist. Außerdem bilden sich Galaxien hierarchisch durch Verschmelzung kleinerer Galaxien. Ich beabsichtige, das Schicksal der binären schwarzen Löcher (BSL), die beim Zusammenschluss der Galaxien entstehen, zu studieren. Ich plane zu klären, ob die BSL verschmelzen oder bei sub-parsec Entfernungen verweilen. Die Forschungsgruppe wird sich auf (i) Gezeiten-Zerstörung von Sternen und (ii) die Entwicklung von BSL in gasreichen Umgebungen konzentrieren, bei parsec-Entfernungen aber auch bis zum Erreichen der von Gravitationswellen getriebenen Phase. Dabei werden wir die Rate der Gezeiten-Zerstörung berechnen sowie die Abklingrate des Binärsystems in verschiedenen Stadien, abhängig von der Thermodynamik des umgebenden Gases und den Effekten der aus dem Gas entstandenen Sterne. Sobald das BSL Separationen von der Größenordnung von einhundert Schwarzschildradien erreicht, schrumpft der Orbit wegen der Emission von Gravitationswellen und das Binärsystem entkoppelt sich von der Scheibe. Trotzdem erwartet man, dass etwas Gas an die schwarzen Löcher gebunden bleibt. Wir werden die Entwicklung dieses Gases untersuchen und die Stärke der elektro-magnetischen Abstrahlung kurz vor der Verschmelzung vorhersagen. Dies wird den wissenschaftlichen Ertrag bei der Detektion der Gravitationswellen erhöhen. Wir planen auch eine Nachbereitung der oben beschriebenen Simulationen, um Beobachtungsmerkmale zu identifizieren, die die Anwesenheit von schwarzen Löchern belegen können. Diese Vorhersagen werden entscheidend sein, um solche Systeme durch elektro-magnetische Beobachtungen auffinden zu können, sowohl in aktuellen als auch in zukünftigen zeitlichen und spektralen Himmelsbeobachtungen. Dies würde es uns ermöglichen, den Ursprung und die Entwicklung der Population massiver schwarzer Löcher scharf einzugrenzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Chile, Italien
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Jorge Cuadra; Dr. Roberto Decarli; Dr. Massimo Dotti; Professor Dr. Andres Escala; Dr. Stefanie Komossa; Professorin Dr. Paulina Lira