Die Farbe eines Schwarzen Lochs

Schwarze Löcher sind die dichtesten Objekte im Universum. Aufgrund ihrer Dichte bilden sie extrem starke Gravitationsfelder. Schwarze Löcher absorbieren alle umgebende Materie und Energie innerhalb einer bestimmten Nähe. Aus diesem Grund strahlen diese Himmelsobjekte kein Licht aus und haben daher keine Farbe. Astronomen können sie jedoch erkennen, indem sie die Eigenschaften der Materialien und der sie umgebenden Energie überwachen.

Das elektromagnetische Spektrum beschreibt den Wellenlängen- und Frequenzbereich verschiedener Strahlungsarten. Röntgenstrahlen, Radiowellen und sichtbares Licht gehören zu den vielen Arten von Strahlung, die in diesem Spektrum zu finden sind. Sie erleben das Phänomen der Farbe, wenn elektromagnetische Strahlung bestimmter Wellenlängen Ihre Augen erreicht. Elektromagnetische Strahlung breitet sich schneller aus als alles andere im Universum. Es fährt mit fast 300 Millionen Metern pro Sekunde (über 186.000 Meilen pro Sekunde). Dennoch beeinflusst die Schwerkraft elektromagnetische Strahlung. Nicht einmal elektromagnetische Strahlung kann sich der Gravitationskraft eines Schwarzen Lochs entziehen. Daher kann man beim Betrachten eines Schwarzen Lochs eigentlich nichts sehen. Vom Schwarzen Loch selbst wird kein sichtbares oder sonstiges Licht emittiert.

Der Ereignishorizont beschreibt den Punkt, an dem die von einem Schwarzen Loch ausgeübte Schwerkraft so stark ist, dass ihm nichts entkommen kann. Da die von einem Objekt ausgeübte Gravitationskraft weiter vom Objekt entfernt abnimmt, kann Materie im Bereich jenseits des Ereignishorizonts der Schwerkraft eines Schwarzen Lochs entkommen. Während Objekte innerhalb des Ereignishorizonts nie gesehen werden können, können Beobachter Objekte außerhalb des Ereignishorizonts sehen.

Wenn sich astronomische Körper vom Beobachter entfernen, erscheinen sie rot. Diese Rotverschiebung tritt auf, weil die Geschwindigkeit, mit der sie sich vom Beobachter entfernen, die Wellenlänge des vom Objekt emittierten sichtbaren Lichts dehnt. Dieses Licht wird in Richtung des roten Endes des elektromagnetischen Spektrums verschoben, das durch längere Wellenlängen gekennzeichnet ist. Wenn sich Objekte auf den Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs zubewegen, erfahren sie eine unendliche Rotverschiebung. Daher erscheinen sie einem Betrachter röter, bis sie zu dunkel werden, um sie zu sehen.

Wenn sich Materie einem Schwarzen Loch nähert, bewegt sie sich in einer Form, die als Akkretionsscheibe bekannt ist. Im Allgemeinen entstehen diese Scheiben aufgrund von Wechselwirkungen zwischen dem eigenen Impuls der Materie und den Gravitationskräften des Schwarzen Lochs. Wenn die Schwerkraft auf die bewegte Materie zunimmt, erwärmt sich die Materie aufgrund der Reibung zwischen ihren atomaren Teilchen. Schließlich wird diese Energie als elektromagnetische Strahlung freigesetzt – meist Röntgenstrahlung. Diese Röntgenemissionen in der Nähe eines Schwarzen Lochs projizieren typischerweise in Polen in der Nähe des Ereignishorizonts senkrecht zur Akkretionsscheibe. Daher kann ein Röntgenteleskop Emissionen im Zusammenhang mit einem Schwarzen Loch sehen.