Viditelné světlo Hubbleův obraz trysky vyzařované černou dírou o hmotnosti 3 miliard slunečních hmot v srdci galaxie M87 (únor 1998) Kredit: NASA / ESA a John Biretta (STScI / JHU)
I když černé díry - podle jejich definice a samotné povahy - jsou konečnými hromadami vesmíru, shromažďují a pohlcují hmotu a energii do té míry, že ani světlo nemůže uniknout jejich gravitační přilnavosti, často také vykazují zvláštní chování házení obrovských množství materiálu od nich také, ve formě trysek, které vypukly do vesmíru stovky tisíc - ne-li miliony - světelných let. Tyto trysky obsahují přehřátou plazmu, která nepronikla kolem horizontu události černé díry, ale spíše se „roztočila“ díky své silné gravitaci a intenzivní rotaci a nakonec vystřelila ven, jako by z obrovského kosmického děla.
Přesné mechanismy toho, jak to všechno funguje, nejsou přesně známy, protože černé díry jsou notoricky obtížně pozorovatelné, a jedním z více matoucích aspektů chování tryskání je to, že se vždy zdá, že jsou zarovnány s osou rotace aktivně dodávající černé díru a kolmo na doprovodný akreční disk. Nový výzkum využívající pokročilé 3D počítačové modely nyní podporuje myšlenku, že za utváření trysek je zodpovědný nárůst rychlosti rotace černých děr v kombinaci s magnetismem plazmy.
V nedávném příspěvku zveřejněném v časopise Věda, odborný asistent na Marylandské univerzitě Jonathan McKinney, ředitel Institutu Kavli Roger Blandford a Alexander Tchekhovskoy z Princetonské univerzity informují o svých zjištěních pomocí počítačových simulací složité fyziky nalezené v blízkosti potravinové superhmotné černé díry. Tito GRMHD - což je zkratka pro General Relativistic Magnetohydrodynamic - počítačové simulace sledují interakce doslova milionů částic pod vlivem obecné relativity a fyziky relativistických magnetizovaných plazmat ... v podstatě jsou to opravdu super-horké věci, které se nacházejí na akrečním disku černé díry .
Číst dále: První pohled na hostinu Black Hole
Co McKinney a kol. Ve svých simulacích bylo zjištěno, že bez ohledu na to, jak zpočátku orientovali trysky černé díry, vždy nakonec skončily zarovnané s osou rotace samotné černé díry - přesně to, co bylo nalezeno v pozorováních v reálném světě. Tým zjistil, že je to způsobeno magnetickými siločarami generovanými plazmou, která se zkroucuje intenzivní rotací černé díry, čímž se plazma shromažďuje do úzkých soustředěných trysek směřujících pryč od jejích os rotace - často na obou pólech.
Na vzdálenějších vzdálenostech vliv rotace černé díry oslabuje, a tak se trysky mohou začít rozpadat nebo odchýlit se od svých počátečních cest - opět to, co bylo vidět v mnoha pozorováních.
Tento mechanismus „magneticko-spinového zarovnání“, jak jej tým nazývá, se zdá být nejčastější u aktivních superhmotných černých děr, jejichž akreční disk je tlustší než tenký - výsledek toho, že má buď velmi vysokou nebo velmi nízkou míru náběhu hmota. To je případ obří eliptické galaxie M87, jak je vidět výše, která vykazuje brilantní paprsek vytvořený černou dírou o hmotnosti 3 miliard solárních hmot a uprostřed mnohem méně masivní 4 milióny solárních hmot SM SM ve středu naší vlastní galaxie, Sgr A *.
Číst dál: Černá díra Mléčné dráhy střílí nejjasnější světlice vůbec
Na základě těchto zjištění lze lépe předvídat budoucí chování týkající se chování urychlené hmoty, která spadá do srdce naší galaxie.
Přečtěte si více v tiskové zprávě Kavli Institute zde.
Inset image: Snímek simulovaného systému černé díry. (McKinney et al.) Zdroj: Kavliho institut pro částicovou astrofyziku a kosmologii (KIPAC)
