Vaizdo kreditas: JHU
Daugiau nei 30 metų astrofizikai tikėjo, kad juodosios skylės gali praryti netoliese esančias medžiagas ir dėl to išlaisvinti didžiulį kiekį energijos. Vis dėlto iki šiol mechanizmai, priartinantys materiją prie juodųjų skylių, buvo prastai suprantami, todėl tyrėjai liko suglumę dėl daugelio proceso detalių.
Tačiau dabar tyrinėtojų, tarp jų dviejų The Johns Hopkins universiteto, sukurtos juodųjų skylių kompiuterinės simuliacijos atsako į kai kuriuos iš tų klausimų ir užginčija daugelį dažniausiai daromų prielaidų apie šio mįslingo reiškinio prigimtį.
„Ar visai neseniai tyrimų grupės nariai buvo? John Hawley ir Jean-Pierre De Villiers, abu iš Virdžinijos universiteto? sukūrė pakankamai galingą kompiuterinę programą, skirtą sekti visus juodųjų skylių prisikaupimo elementus - nuo turbulencijos ir magnetinių laukų iki reliatyvistinės gravitacijos “, - teigė Julianas Krolikas, Henriko A. Rowlando fizikos ir astronomijos katedros profesorius, Johnsas Hopkinsas, ir bendradarbis - tyrimo komandos vadovas. „Šios programos atveria naują langą sudėtingai pasakojimui, kaip materija patenka į juodąsias skyles, pirmą kartą atskleidžiant, kaip susivėlę magnetiniai laukai ir Einsteino gravitacija išstumia paskutinį energijos pliūpsnį iš materijos, pasmerktos begaliniam įkalinimui juodai skylė."
Netoli juodosios skylės išorinio krašto, kur suskyla Niutono gravitacijos aprašymas, įprastos orbitos nebeįmanoma. Tuo momentu ? ar taip buvo įsivaizduojama pastaruosius tris dešimtmečius? materija greitai, sklandžiai ir tyliai pasineria į juodąją skylę. Galų gale, remiantis vyraujančiu paveikslu, juodoji skylė? išskyrus gravitacinį trauką? yra pasyvus masinių aukų gavėjas.
Pirmieji komandos realūs skaičiavimai, kad medžiaga patenka į juodąsias skyles, smarkiai prieštaravo daugeliui šių lūkesčių. Jie, pavyzdžiui, parodo, kad gyvenimas šalia juodosios skylės yra ne kas kitas, o ramus ir tylus. Vietoj to, reliatyvistiniai efektai, kurie verčia materiją pasinerti į vidų, padidina atsitiktinius judesius skysčio viduje, kad sukurtų žiaurius tankio, greičio ir magnetinio lauko stiprio sutrikimus, sukeldami materijos ir magnetinio lauko bangas pirmyn ir atgal. Anot tyrimo komandos vadovo Hawley, šis smurtas gali turėti pastebimų padarinių.
Kaip ir bet koks skystis, kuris maišomas su turbulencija, materija, esanti iškart už juodosios skylės krašto, yra kaitinama. Šis papildomas karštis sukuria papildomą šviesą, kurią gali pamatyti astronomai Žemėje “, - sakė Hawley. „Vienas iš juodųjų skylių požymių yra tai, kad jų šviesos srautas skiriasi.
Nors tai buvo žinoma daugiau nei 30 metų, iki šiol nebuvo įmanoma ištirti šių variacijų ištakų. Ar žiaurūs šildymo variantai? dabar laikomas natūraliu magnetinių jėgų šalutiniu produktu šalia juodosios skylės? pasiūlyti natūralų juodųjų skylių „nuolat kintančio ryškumo“ paaiškinimą.
Viena ryškiausių juodosios skylės savybių yra galimybė išsklaidyti purkštukus arti šviesos greičio. Nors jau seniai tikėtasi, kad magnetiniai laukai yra lemiamos reikšmės šiam procesui, naujausi modeliavimai pirmą kartą parodo, kaip lauką galima pašalinti iš besikaupiančių dujų, kad būtų sukurta tokia srovė.
Ko gero, labiausiai stebinantis komandos naujų kompiuterinių simuliacijų rezultatas yra tai, kad šalia besisukančios juodos skylės atnešti magnetiniai laukai taip pat susieja skylės sukinį, kad būtų toliau orbitoje, tuo pačiu būdu, kai automobilio transmisija savo besisukantį variklį jungia prie ašies. Krolikas sako: „Jei gimsta juodoji skylė, besisukanti ypač greitai, jos„ varomasis traukinys “gali būti toks galingas, kad, gaudamas papildomą masę, jos sukimasis sulėtėja. Masės kaupimasis tada veiktų kaip „valdytojas“, užtikrinantis kosminio greičio apribojimą juodųjų skylių sukiniams “.
Anot Kroliko, tas „valdytojas“ gali turėti stiprių padarinių daugeliui ryškiausių juodųjų skylių savybių. Pvz., Plačiai manoma, kad juodosios skylės purkštuko stiprumas yra susijęs su jo nugara, todėl „nugaros greičio apribojimas“ gali nulemti būdingą purkštukų stiprumą, sakė Krolikas.
Finansuojamas Nacionalinio mokslo fondo, šis tyrimas skelbiamas keturių straipsnių serijoje „The Astrophysical Journal“. ((De Villiers ir kt., 2003, ApJ 599, 1238; Hirose ir kt., 2004, ApJ 606, 1083; De Villiers ir kt., ApJ 620, 879; Krolik ir kt., 2005 m. Balandžio mėn. ApJ, spaudoje.)) Modeliavimas buvo atliktas. NSF palaikomame San Diego superkompiuterio centre. Tyrimo komandoje taip pat buvo Shigenobu Hirose, taip pat iš Johns Hopkins.
Originalus šaltinis: JHU naujienų leidinys
