Spaghettisierung

Als Spaghettisierung (alternativ Spaghettifizierung[1] oder Spaghetti-Effekt[2]) wird bildlich die Verformung eines Objekts bezeichnet, das in ausreichende Nähe zu einem Schwarzen Loch gerät.

Ein Astronaut fällt in ein Schwarzes Loch (schematische Illustration des Spaghetti-Effekts)

Schematische Animation zur Erläuterung des Effekts – „Angenommen, vier Objekte fallen auf einen massereichen Planeten. – Jedes Objekt folgt einer leicht unterschiedlichen Bahn. – Nun hat sich das Karo leicht in die Länge gezogen.“ Die vier Objekte können als Teile eines einzigen, größeren Objekts interpretiert werden.

Schwarze Löcher sind so massereich, dass die von ihnen ausgehende Gravitation Objekte nicht nur einfängt, sondern durch Gezeitenkräfte auch verformt: Da die Anziehungskraft mit abnehmendem Abstand zunimmt, wirken auf der dem Schwarzen Loch zugewandten Seite des Objekts stärkere Kräfte als auf der abgewandten Seite. Dadurch wird das Objekt in die Länge gezogen. Gleichzeitig kommt es zu einer Stauchung des Objekts in tangentialer Richtung, da die an den verschiedenen Teilen des Objekts angreifenden Anziehungskräfte auf den gleichen Massenmittelpunkt gerichtet sind. (Beide Effekte treten nicht nur in der Nähe Schwarzer Löcher, sondern in schwächerer Form auch in der Nähe anderer Himmelskörper auf, siehe nebenstehende Abbildung.) Dieser Effekt verstärkt sich, wenn sich das Objekt dem Schwarzen Loch weiter nähert, und kann schließlich zum Auseinanderreißen des Objekts führen.[3] Der Begriff ist auf die Form von Spaghetti zurückzuführen. Er wurde 1988 von Stephen Hawking in seinem Buch A Brief History of Time (deutsch: Eine kurze Geschichte der Zeit) geprägt.[4]

Ab Mitte 2013 war dieser Vorgang für rund ein Jahr an der Gaswolke G2 zu beobachten, die von dem supermassereichen Schwarzen Loch Sagittarius A* angezogen wurde und beinahe auseinandergerissen worden wäre.[5][6]

Im Dezember 2016 wurde berichtet, dass die Anfang 2016 beobachtete extrem helle Sternenexplosion ASASSN-15lh vermutlich nicht durch eine Supernova, sondern durch eine solche Spaghettisierung eines Sterns niedriger Masse durch ein sehr massereiches, sich sehr schnell drehendes Schwarzes Loch verursacht worden sein könnte.[7]

Am 12. Oktober 2020 wurde in den „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“ über die Beobachtung eines „tidal disruption event“ (frei übersetzt „Gezeiten-Zerreißung“) berichtet. Ein Stern mit vergleichbarer Masse wie die Sonne wurde durch das zentrale supermassive Schwarze Loch einer 215 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie zerrissen.[8][9]

Literatur

Maike Pollmann: wissenschaft-online.de Was bezeichnen Astronomen als Spaghettisierung? erklärt anhand von Stephen Hawking: Eine kurze Geschichte der Zeit, 1988.
Daniel Lingenhöhl, Anja Blänsdorf: Wie Schwarze Löcher Spaghetti machen. Rowohlt, Reinbek bei Hamburg 2009, ISBN 978-3-499-62495-7.
Gottfried Beyvers: Elvira Krusch: Kleines 1×1 der Relativitätstheorie, Einsteins Physik mit Mathematik der Mittelstufe. Springer, Berlin / Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-85201-8.

Einzelnachweise

Mensch im Schwarzen Loch: Geröstet, nicht genudelt. Spiegel Online, 15. April 2005, abgerufen am 11. Mai 2016.
https://sciencev2.orf.at/stories/1716198/index.html
Maike Pollmann: Was bezeichnen Astronomen als Spaghettisierung? (Nicht mehr online verfügbar.) In: spektrum.de. 16. November 2007, archiviert vom Original am 24. März 2014; abgerufen am 28. März 2010.
Spaghettisierung in der Nähe eines Schwarzen Loches. (PDF) Abgerufen am 28. März 2010.
Supermassereiches Schwarzes Loch verwandelt Gaswolke in "Spaghetti". Der Standard, 20. Juli 2013, abgerufen am 10. November 2021.
Milchstraße: Rätsel um „unkaputtbare“ Gaswolke gelöst. Scinexx, 4. November 2014, abgerufen am 10. November 2021.
Heller als 500 Milliarden Sonnen: Lichtblitz war wohl doch keine Supernova. heise.de, 13. Dezember 2016, abgerufen am 14. Dezember 2016.
Death by Spaghettification: ESO Telescopes Record Last Moments of Star Devoured by a Black Hole. Abgerufen am 20. Oktober 2020 (englisch).
Nicholl et al.: An outflow powers the optical rise of the nearby, fast-evolving tidaldisruption event AT2019qiz. In: eso.org. ESO, 15. September 2020, abgerufen am 20. Oktober 2020 (englisch).

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[1] Mensch im Schwarzen Loch: Geröstet, nicht genudelt. Spiegel Online, 15. April 2005, abgerufen am 11. Mai 2016.

[2] ttps://sciencev2.orf.at/stories/1716198/index.html

[3] Maike Pollmann: Was bezeichnen Astronomen als Spaghettisierung? (Nicht mehr online verfügbar.) In: spektrum.de. 16. November 2007, archiviert vom Original am 24. März 2014; abgerufen am 28. März 2010.

[4] Spaghettisierung in der Nähe eines Schwarzen Loches. (PDF) Abgerufen am 28. März 2010.

[5] Supermassereiches Schwarzes Loch verwandelt Gaswolke in "Spaghetti". Der Standard, 20. Juli 2013, abgerufen am 10. November 2021.

[6] Milchstraße: Rätsel um „unkaputtbare“ Gaswolke gelöst. Scinexx, 4. November 2014, abgerufen am 10. November 2021.

[7] Heller als 500 Milliarden Sonnen: Lichtblitz war wohl doch keine Supernova. heise.de, 13. Dezember 2016, abgerufen am 14. Dezember 2016.

[8] Death by Spaghettification: ESO Telescopes Record Last Moments of Star Devoured by a Black Hole. Abgerufen am 20. Oktober 2020 (englisch).

[9] Nicholl et al.: An outflow powers the optical rise of the nearby, fast-evolving tidaldisruption event AT2019qiz. In: eso.org. ESO, 15. September 2020, abgerufen am 20. Oktober 2020 (englisch).