Haben geladene Schwarze Löcher wirklich kein Magnetfeld?

dachdecker2

In der Wikipedia steht auf Seite http://de.wikipedia.org/wiki/R%C3%B6ntgendoppelstern relativ weit unten, dass Schwarze Löcher keine Magnetfelder haben. Auf der Seite zu Schwarzen Löchern steht aber, dass diese geladen sein können. Widersprechen sich diese Aussagen nicht gegenseitig? Wenn ich mal unterestelle, dass alle Schwarzen Löcher rotieren, dann sollte eines, das geladen ist, auch ein Magnetfeld haben. Oder kann das Magnetfeld den Ereignishorizont nicht erreichen?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich hab mal ein bisschen gesucht und dabei folgendes gefunden:

1) Ein rotierendes geladenes schwarzes Loch erzeugt ein Magnetfeld um sich herum.

2) Man erwartet nicht, dass reale schwarze Löcher eine merklich große Ladung haben. (Argument: Bei einem Komprimieren von elektrisch geladener Materie ist die elektrische Abstoßung um viele Größenordnungen stärker als die gravitative Anziehung, daher erwartet man nicht, dass sich in der Natur schwarze Löcher bilden, die eine Ladung tragen, deren Größe von Bedeutung wäre. )

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Die Quellen dazu sind:

http://en.wikipedia.org/wiki/Charged_black_hole

(... Since the electromagnetic repulsion in compressing an electrically charged mass is dramatically greater than the gravitational attraction (by about 40 orders of magnitude), it is not expected that black holes with a significant electric charge will be formed in nature.)

und

http://www.astro.ku.dk/RelViz/ostman/bhe.html

(...) A rotating charged black hole creates a magnetic field around the hole (...)

(...) However, black holes do not even have charges. (...)

Naemi · Moderator Anmeldungsdatum: 01.06.2004 Beiträge: 497 Wohnort: Bonn

Ich bin kein experte, aber es würde mich wundern, wenn schwarze Löcher keine Magnetfelder hätten.

Zumindest bei stellaren schwarzen Löchern müsste beim kollaps ziemlich viel Energie freigesetzt werden, wenn auch irgendwie das Magnetfeld verschwinden soll (man nimmt ja auch an, dass die krassesten Strahlungsausbrüche im Universum aus der Ent-Torsion von Neutronenstern-Magnetfeldern stammen...). Zusammen mit der Energie des gravitativen Kollaps dürfte dass ein ganz schönes Strahlen werden.

Leider finde ich in meinem Kosmologie-Script nur den Hinweis darauf, dass Rotation den Wirkungsgrad eines schwarzen Loches auf knapp 30% erhöht...

Naemi · Moderator Anmeldungsdatum: 01.06.2004 Beiträge: 497 Wohnort: Bonn

Nicht ganz die feine Art, aber was soll´s:

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Das sind die Magnetfelder um ein schwarzes Loch herum, also zum Beispiel in seiner Akkretionsscheibe. Also die Magnetosphäre eines schwarzes Loches, wie sie zum Beispiel in den Skizzen in meinem zweiten Link dargestellt ist.

Ich glaube, das Vorhandensein dieser Magnetfelder um ein schwarzes Loch herum bedeutet noch nicht, dass das schwarze Loch selbst auch ein Magnetfeld haben muss.

dachdecker2

hmm meine überlegung war, dass drehende Schwarze löcher - das sollten eigentlich alle sein - keine Punktsingulariät sind sondern eine Ringsingularität, die sich im gegensatz zu einem Punkt überhaukt drehen kann. Sobald die einfallenden Protonen nicht exakt mit den einfallenden Elektronen zahlenmäßig übereinstimmen, hätte man eine bewegte Ladung und damit ein Magnetfeld. Ich hab nicht von gigangitschen Magnetfeldern gesprochen, wie sie bei Pulsaren auftreten, lediglich davon, dass ich irgrendwie nichts von geladenen Löchen mit Magnetfeld gehört hab.

Das Argument, dass Ladungen sich so viel mehr abstoßen als sie sich durch Ihre Gravitationswirkung anziehen ist kein wirkliches Argument - es schließt ja ein geladenes Loch nicht aus.

Naemi · Moderator Anmeldungsdatum: 01.06.2004 Beiträge: 497 Wohnort: Bonn

Oh. Okay.

Natürlich ist es schwierig bei einer Punktsingularität ein Feld aus dessen Inneren zu erhalten (so wie bei der Erde?) geschockt

Vor allem, wenn man bedenkt, dass die für die Wechselwirkung verantwortlichen Photonen noch nicht mal aus dem Loch rauskommen können...

@dachdecker: Ich dachte, Himmelskörper sind im Allgemeinen neutral, da sie, falls sie geladen sind, das Besteben haben, dies auszugleichen.

p.s.: Bleibt für mich immer noch die Frage, wo das Magnetfeld hingeht, wenn ein grosser Stern kollabiert...

dachdecker2

nunja - Das Magnetfeld eines Sterns resultiert bestimmt aus der Bewegung des Plasmas wie Erdmagnetfeld aus der Bewegung des flüssigen Erdinneren resultiert.

Wenn jetzt das Plasma kollabiert und Die Masse kein Volumen mehr hat, gibt es natürlich keine der Konvektion entsprechende Bewegung mehr.

Die Frage, auf die du wahrscheinlich anspielst, ist bestimmt die nach der Energie, die vor der Nova im Magnetfeld gespeichert war. Vielleicht wird das Magnetfeld einfach abgestrahlt?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

dachdecker2

nunja, wenn es negativ gelagen ist, dürfte der Wert noch niedriger liegen, da die Ladungsdichte eines Elektrons die eines Protons be weitem übersteigt.

Aber so richtig geklärt ist die Frage, ob das Magnetfeld nun auch außerhalb des Ereignisnorizonts festzustellen sein wird oder nicht noch nicht. Kann man sowas überhaupt berechnen? Neamis Argument, dass die entsprechenden Wechelswirkungsteilchen nicht aus dem Loch gelangen können ist schon ziehmlich stark - außerdem darf ja nichteinmal Information aus dem Loch herausgelangen - wenn das Magnetfeld als Information zählt, dürfte die Frage als geklärt gelten.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Einverstanden, bei Elektronen liegt diese Grenze bei rund

, und nur eines von rund

Elektronen kommt unkompensiert in das schwarze Loch hinein.

(Nun verstehe ich die Aussage von Leuten, die sagen, die Coulombwechselwirkung ist um einen Faktor von rund 10^{40} stärker als die Gravitationswechselwirkung.)

Das heißt, ein schwarzes Loch mit dieser maximal möglichen Ladung Q pro seiner Masse M übt schlicht und einfach auf gleichnamige Ladungen keine resultierende Anziehungskraft mehr aus. Wird die Ladung größer als dieses Q, dann wirkt das schwarze Loch abstoßend auf gleichnamig geladene Teilchen!

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Dass die elektromagnetische Wechselwirkung der Ladung eines schwarzen Loches nicht nach außen dringt, scheint mir von den Experten nicht so gesehen zu werden. Denn die Metrik eines geladenen Loches (ohne Drehimpuls: Reissner-Nordström-Metrik, mit Drehimpuls ungleich Null: Kerr-Newman-Metrik) schreibt man einfach dadurch hin, dass man einen zusätzlichen Coulombterm addiert.

Für zu hohe Werte des Drehimpulses und/oder der Ladung definiert die Kerr-Newman-Metrik kein schwarzes Loch. (Ich meine, der Grund ist: Weil dann die Zentrifugalkraft und/oder die Coulombabstoßungskraft zu groß wäre.)

Siehe auch:

http://en.wikipedia.org/wiki/Kerr-Newman_metric

"As for the Kerr metric, the Kerr-Newman metric defines a black hole only when

". (a ist proportional zum Drehimpuls)

Neko · Anmeldungsdatum: 04.07.2004 Beiträge: 526 Wohnort: Berlin