Kreditna slika: JHU
Više od 30 godina astrofizičari su vjerovali da crne rupe mogu progutati materiju u blizini i kao rezultat ispuštati ogromnu količinu energije. Donedavno su, međutim, mehanizmi koji materiju približavaju crnim rupama slabo razumjeli, zbog čega su istraživači zbunjeni mnogim detaljima procesa.
Sada, međutim, računalne simulacije crnih rupa koje su razvili istraživači, uključujući dva na Sveučilištu Johns Hopkins, odgovaraju na neka od tih pitanja i izazivaju mnoge uobičajene pretpostavke o prirodi ovog zagonetnog fenomena.
„Tek nedavno imaju članove istraživačkog tima? John Hawley i Jean-Pierre De Villiers, obojica sa Sveučilišta u Virginiji? stvorio računalni program dovoljno moćan da prati sve elemente akrecije na crnim rupama, od turbulencije i magnetskog polja do relativističke gravitacije ", rekao je Julian Krolik, profesor na Odjelu za fiziku i astronomiju Henryja A. Rowlanda, Johnsa Hopkinsa, i suradnik voditelj istraživačkog tima. „Ovi programi otvaraju novi prozor složene priče o tome kako materija pada u crne rupe, otkrivajući po prvi put kako se isprepletena magnetska polja i einsteinijska gravitacija kombiniraju kako bi izbacili posljednji nalet energije iz materije osuđene na beskonačno zatvaranje u crno rupa."
Blizu vanjskog ruba crne rupe, gdje se Newtonov opis gravitacije raspada, obične orbite više nisu moguće. U tom trenutku ? ili se tako zamišljala posljednja tri desetljeća? tvar uranja brzo, glatko i tiho u crnu rupu. Na kraju, prema prevladavajućoj slici, crna rupa? osim što pokazuje svoje gravitacijsko povlačenje? pasivan je primatelj masovnih donacija.
Prvi realni proračuni tima koji padaju u crne rupe u timu snažno su u suprotnosti s mnogim tim očekivanjima. Oni pokazuju, na primjer, da je život u blizini crne rupe sve samo ne smiren i tih. Umjesto toga, relativistički učinci koji prisiljavaju materiju da uđe u unutrašnjost povećavaju slučajne pokrete unutar tekućine kako bi stvorili nasilne smetnje u gustoći, brzini i jakosti magnetskog polja, pokretajući valove materije i magnetskog polja tamo i tamo. Ovo nasilje može imati vidljive posljedice, izjavio je sugovornik istraživačkog tima Hawley.
"Kao i svaka tekućina koja je umiješana u turbulenciju, materija se odmah preko ruba crne rupe zagrijava. Ta dodatna toplina čini dodatno svjetlo koje astronomi na Zemlji mogu vidjeti “, rekao je Hawley. "Jedan od karakteristika crnih rupa je taj što im se svjetlost razlikuje.
Iako je to poznato već više od 30 godina, porijeklo ovih varijacija do sada nije bilo moguće proučiti. Nasilne promjene u grijanju? sada vidi da je prirodni nusprodukt magnetskih sila u blizini crne rupe? nude prirodno objašnjenje za neprekidnu promjenu svjetline crnih rupa. "
Jedno od najupečatljivijih svojstava crne rupe je njezina sposobnost izbacivanja mlaznica blizu brzine svjetlosti. Iako se dugo očekivalo da su magnetska polja ključna za ovaj proces, najnovije simulacije prvi put pokazuju kako se polje može izbaciti iz akreditacijskog plina za stvaranje takvog mlaza.
Možda najčudniji rezultat novih računalnih simulacija je da magnetska polja dovedena u blizinu rotirajuće crne rupe također spajaju vrtenje rupe kako bi se vrtele oko nje na isti način na koji način prijenosa automobila povezuje svoj rotirajući motor s osovinom. Kaže Krolik, "Ako se rodi crna rupa, vrti se vrlo brzo, njezin" pogon "može biti toliko moćan da hvatanje dodatne mase uzrokuje usporavanje rotacije. Izdvajanje mase tada bi djelovalo kao "guverner", primjenjujući kozmičko ograničenje brzine na okrete crne rupe. "
Prema Kroliku, taj "guverner" može imati snažne posljedice na mnoga najupečatljivija svojstva crnih rupa. Na primjer, široko se smatra da je snaga mlaza crne rupe povezana s okretanjem, tako da bi "ograničenje brzine centrifuge" moglo odrediti karakterističnu snagu za mlaznice, rekao je Krolik.
Ovo financiranje Nacionalne zaklade za znanost objavljeno je u seriji od četiri rada u časopisu The Astrophysical Journal. ((De Villiers i ostali 2003, ApJ 599, 1238; Hirose i sur. 2004, ApJ 606, 1083; De Villiers i dr. ApJ 620, 879; Krolik i sur. April 2005. ApJ u tisku.)) Simulacije su provedene u centru za superračunala San Diego koji podržava NSF. Istraživački tim je također uključio Shigenobu Hirose, također Johnsa Hopkinsa.
Izvorni izvor: JHU News Release
