Biegowelove.pl

informacje o Polsce. Wybierz tematy, o których chcesz dowiedzieć się więcej

Modelowanie komputerowe wyjaśnia obserwacje czarnych dziur

Wzdłuż linii pola magnetycznego cząstki przyspieszają tak wydajnie, że w przypadku M87 tworzą dżety oddalone do 6000 lat świetlnych. Źródło: Alejandro Cruz Osorio, Uniwersytet Goethego we Frankfurcie

Galaktyka Messier 87 (M87) znajduje się 55 milionów lat świetlnych od Ziemi w gwiazdozbiorze Panny. Jest to gigantyczna galaktyka z 12 000 gromad kulistych, co sprawia, że ​​200 gromad kulistych Drogi Mlecznej wydaje się skromne w porównaniu. W centrum M87 znajduje się czarna dziura o masie sześciu i pół miliarda mas Słońca. Jest to pierwsza czarna dziura, która ma obraz, stworzona w 2019 roku przez międzynarodową współpracę badawczą Event Horizon Telescope.


Ta czarna dziura M87 uwalnia strumień plazmy zbliżony do prędkości światła, tak zwany dżet relatywistyczny, w skali 6000 lat świetlnych. Ogromna energia potrzebna do zasilania tego dżetu prawdopodobnie wynika z siły grawitacji czarnej dziury, ale jak powstaje taki dżet i co utrzymuje go w stabilności na ogromnej odległości, nie jest jeszcze w pełni zrozumiałe.

M87 wciąga materię wirującą w dysk na mniejsze orbity, aż połknie ją czarna dziura. Dżet jest wystrzeliwany ze środka dysku akrecyjnego otaczającego M87 i Fizycy teoretyczni Na Uniwersytecie Goethego wraz z naukowcami z Europy, Stanów Zjednoczonych i Chin zaprojektowali ten obszar bardzo szczegółowo.

Wykorzystali wysoce wyrafinowane symulacje superkomputerów 3D, które wykorzystywały oszałamiający 1 milion godzin pracy procesora na symulację i musieli jednocześnie rozwiązywać równania ogólnej teorii względności Alberta Einsteina, równania elektromagnetyzmu Jamesa Maxwella i równania dynamiki płynów Leonharda Eulera.

W efekcie powstał model, w którym obliczone wartości temperatur, gęstości materiału i pól magnetycznych wyjątkowo dobrze pasowały do ​​tego, co wywnioskowano z obserwacji astronomicznych. Na tej podstawie naukowcy byli w stanie prześledzić złożony ruch fotonów w zakrzywionej czasoprzestrzeni w najbardziej wewnętrznym obszarze płaszczyzny i przełożyć go na obrazy radiowe. Następnie byli w stanie porównać te obrazy komputerowe z obserwacjami wykonanymi za pomocą kilku radioteleskopów i satelitów w ciągu ostatnich trzech dekad.

Dr Alejandro Cruz Osorio, główny autor badania, komentuje: „Nasz teoretyczny model emisji elektromagnetycznej i morfologii dżetów M87 zaskakująco pasuje do obserwacji w widmie radiowym, optycznym i podczerwonym. To mówi nam, że jest prawdopodobne, że supermasywna M87 czarna dziura bardzo się kręci, a plazma jest silnie namagnesowana w płaszczyźnie, przyspieszając cząstki do zasięgu tysięcy lat świetlnych.”

Profesor Luciano Rizzola z Instytutu Fizyki Teoretycznej Uniwersytetu Goethego we Frankfurcie zauważa, że ​​„fakt, że obliczone przez nas obrazy są bardzo zbliżone do notatki astronomiczne Jest to kolejne ważne potwierdzenie, że ogólna teoria względności Einsteina jest najdokładniejszym i najbardziej naturalnym wyjaśnieniem istnienia supermasy. czarne dziury w środku galaktyk. Chociaż wciąż jest miejsce na alternatywne wyjaśnienia, wyniki naszego badania sprawiły, że ten pokój jest znacznie mniejszy”.

Wyniki zostały opublikowane w astronomia naturalna.


Nie wszystkie teorie mogą wyjaśnić czarną dziurę M87*


więcej informacji:
Alejandro Cruz-Osorio, najnowsze aktywne i morfologiczne modele miejsca startu M87, astronomia naturalna (2021). DOI: 10.1038 / s41550-021-01506-w. www.nature.com/articles/s41550-021-01506-w

cytat: Dżet z gigantycznej galaktyki M87: Modelowanie komputerowe wyjaśnia obserwacje czarnych dziur (2021, 4 listopada) Pobrano 5 listopada 2021 z https://phys.org/news/2021-11-jet-giant-galaxy-m87-black.html

Niniejszy dokument podlega prawu autorskiemu. Bez względu na jakiekolwiek uczciwe postępowanie w celach prywatnych studiów lub badań, żadna część nie może być powielana bez pisemnej zgody. Treść udostępniana jest wyłącznie w celach informacyjnych.

READ  „Pękł” lód chroniący ogromne lodowce na Antarktydzie