Kép jóváírása: JHU
Az asztrofizikusok több mint 30 éve azt hitték, hogy a fekete lyukak lenyelhetik a közeli anyagot, és ennek eredményeként hatalmas energiát szabadíthatnak fel. A közelmúltig azonban a mechanizmusok, amelyek az anyagot a fekete lyukakhoz közelítik, nem voltak jól megértettek, így a kutatók zavartak voltak a folyamat sok részletéről.
Most azonban a fekete lyukak számítógépes szimulációi, amelyeket kutatók dolgoztak ki, köztük a The Johns Hopkins Egyetemen is, ezekre a kérdésekre válaszolnak, és számos, általánosan elfogadott feltevést vitatnak ezen rejtélyes jelenség természetéről.
- Csak a közelmúltban voltak a kutatócsoport tagjai? John Hawley és Jean-Pierre De Villiers, mind a Virginiai Egyetemen? olyan nagy teljesítményű számítógépes programot hozott létre, amely képes a fekete lyukakon való felhalmozódás minden elemét követni, a turbulenciától és a mágneses terektől a relativista gravitációig ”- mondta Julian Krolik, a Henry A. Rowland Fizikai és Csillagászati Tanszék professzora, a Johns Hopkins - a kutatócsoport vezetője. „Ezek a programok új ablakot nyitnak az összetett történetről, amely szerint az anyag fekete lyukakba esik, és először derítik fel, hogy az összefonódott mágneses mezők és az észteini gravitáció együttesen kiküszöbölik az utolsó energiát az anyagból, amely végtelen börtönre van ítélve feketében. lyuk."
A fekete lyuk külső széle közelében, ahol a gravitáció newtoni leírása lebomlik, a szokásos pályák már nem lehetségesek. Ezen a ponton ? Vagy úgy gondolják az elmúlt három évtizedben? Az anyag gyorsan, simán és csendesen belemerül a fekete lyukba. Végül, az uralkodó kép szerint a fekete lyuk? kivéve a gravitációs vonzását? passzív címzettje a tömeges adományoknak.
A csapat első reális számításai az anyag fekete lyukakba eséséről erősen ellentmondtak ezeknek az elvárásoknak. Megmutatják például, hogy a fekete lyuk közelében az élet nem más, mint nyugodt és csendes. Ehelyett a relativista hatások, amelyek kényszerítik az anyagot, hogy befelé merüljön, a folyadékon belüli véletlenszerű mozgásokat nagyítják meg, hogy heves zavarokat okozzanak a sűrűségben, a sebességben és a mágneses mező erősségében, az anyag hullámai és a mágneses mező előre-vissza irányuljanak. A kutatócsoport társvezetője, Hawley szerint ez az erőszak megfigyelhető következményekkel járhat.
„Mint minden folyadék, amelyet turbulenciába kevernek, az anyag közvetlenül a fekete lyuk szélén kívül melegszik. Ez a kiegészítő hő további fényt nyújt, amelyet a csillagászok a Földön láthatnak ”- mondta Hawley. „A fekete lyukak egyik jellemzője, hogy fényteljesítményük változó.
Noha ez több mint 30 éve ismert, e változások eredetét eddig nem lehetett megvizsgálni. A heves hőváltozások? most a mágneses erők természetes melléktermékének tekintik a fekete lyuk közelében? természetes magyarázatot nyújtanak a fekete lyukak állandóan változó fényerejére.
A fekete lyuk egyik legszembetűnő tulajdonsága az, hogy a fúvókákat a fénysebességhez közel képes kiszorítani. Bár régóta várták, hogy a mágneses mezők kulcsfontosságúak ebben a folyamatban, a legfrissebb szimulációk először mutatják meg, hogyan lehet egy mezőt kiüríteni az akkreditáló gázból egy ilyen fúvóka létrehozásához.
A csapat új számítógépes szimulációinak talán a legmeglepőbb eredménye, hogy a forgó fekete lyukhoz közeli mágneses mezők hozzákapcsolják a lyuk spinjét is, hogy távolabb keringjenek, ugyanúgy, mint egy autó sebességváltója a forgó motorját a tengelyhez köti. Krolik azt mondja: „Ha egy fekete lyuk rendkívül gyorsan forog, akkor a meghajtó hajtása olyan erős lehet, hogy a további tömeg elfogása miatt forgása lelassul. A tömegszükséglet ekkor „kormányzóként” működik, és kozmikus sebességkorlátozást hajt végre a fekete lyuk forogására. ”
Krolik szerint ez a „kormányzó” erősen befolyásolhatja a fekete lyukak legszembetűnőbb tulajdonságait. Széles körben gondolják például, hogy egy fekete lyuk fúvóka erőssége függ a centrifugálásában, tehát a „centrifugálási sebesség korlátozása” meghatározhatja a fúvókák jellegzetes szilárdságát - mondta Krolik.
A Nemzeti Tudományos Alapítvány támogatásával ezt a kutatást négy cikk sorozatában teszik közzé az The Astrophysical Journal-ban. ((De Villiers et al. 2003, ApJ 599, 1238; Hirose et al. 2004, ApJ 606, 1083; De Villiers et al. ApJ 620, 879; Krolik et al., 2005. április ApJ sajtóban.)) A szimulációkat elvégeztük. az NSF által támogatott San Diego szuperszámítógép központban. A kutatócsoportba Shigenobu Hirose, szintén Johns Hopkins tagja volt.
Eredeti forrás: JHU sajtóközlemény
