Numerical simulation of a black-hole binary merger with asymmetric masses and orbital precession (GW190412). White arrows indicate the direction of the black hole’s spin.

Numerical simulation of two black holes that inspiral and merge, emitting gravitational waves. One black hole is 3.5x more massive than the other and spins, which makes the orbit precess. The simulated gravitational wave signal is consistent with the observation made by the LIGO and Virgo gravitational wave detectors on April 12th, 2019 (GW190412).

Details on the visualization:
* The „apparent horizon“ of the black holes in the simulation are shown in black. At 1:09 the simulation finds an enveloping apparent horizon that signals the two black holes have merged.
* The gravitational radiation is translated to colors around the black holes. The colors transition from blue, representing weak radiation, to red, representing strong radiation. Specifically, the coloring represents the real part of the gravitational wave strain with its inverse radial scaling removed for visualization. The strain is computed from the simulation’s extrapolated waveform, which is shown at the bottom of the screen.

Credits: © N. Fischer, H. Pfeiffer, A. Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational Physics), Simulating eXtreme Spacetimes project

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Numerische Simulation der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher mit sehr unterschiedlichen Massen und präzidierender Bahnebene (GW190412). Weiße Pfeile zeigen die Richtung der Drehung des Schwarzen Lochs an.

Numerische Simulation von zwei Schwarzen Löchern, die einander immer enger umkreisen, schließlich verschmelzen und dabei Gravitationswellen aussenden. Das größere Schwarze Loch ist 3,5-mal massereicher als das andere und dreht sich um sich selbst, wodurch die Bahnebene präzediert. Das simulierte Gravitationswellensignal stimmt mit der Beobachtung überein, die von den Gravitationswellendetektoren LIGO und Virgo am 12. April 2019 gemacht wurde (GW190412).

Details der Visualisierung:
* Der „scheinbare Horizont“ der Schwarzen Löcher ist in der Simulation schwarz dargestellt. Bei Timecode 1:09 bildet sich ein gemeinsamer scheinbarer Horizont; das bedeuetet, dass die beiden Schwarzen Löcher miteinander verschmolzen sind.
* Die Gravitationswellen werden in Farben um die Schwarzen Löcher herum dargestellt, dabei steht blau für schwache und rot für starke Gravitationswellen. Dargestellt ist der Realteil des numerisch berechneten Signals, wobei die invers-radiale Skalierung für die Visualisierung entfernt wurde. Die Stärke wird aus der extrapolierten Wellenform der Simulation berechnet, die unten auf dem Bildschirm angezeigt ist.

Credits: © N. Fischer, H. Pfeiffer, A. Buonanno (Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik), Simulating eXtreme Spacetimes project

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