Det sorte hul M87 skyder jetfly med næsten lysets hastighed

Galaksen Messier 87 (M87) ligger 55 millioner lysår fra Jorden i stjernebilledet Jomfruen. Dette er en kæmpe galakse med 12 tusinde kuglehobe, de 200 kuglehobe i Mælkevejen virker beskedne i sammenligning. I midten af ​​M87 er et sort hul med en masse på 6,5 milliarder solmasser. Dette er det første sorte hul, som der findes et billede af, skabt i 2019 af det internationale forskningssamarbejde Event Horizon Telescope.

Dette M87 sorte hul skyder en plasmastråle ud med hastigheder tæt på lysets hastighed, kaldet relativistisk jetfly 6 tusind lysår lang. Den enorme energi, der kræves for at drive dette jetfly, kommer sandsynligvis fra det sorte huls tyngdekraft. Men hvordan sådan et jetfly opstår, og hvad der sikrer dets stabilitet over enorme afstande, er stadig ikke helt klart.

M87 tiltrækker stof, som roterer i skiven i en krympende bane, indtil det absorberes af det sorte hul. Jetflyet opsendes fra midten af ​​tilvækstskiven omkring M87, og teoretiske fysikere ved Goethe Universitetet har sammen med videnskabsmænd fra Europa, USA og Kina modelleret denne region meget detaljeret. De brugte den mest komplekse XNUMXD-simulering på en supercomputer, som bruger en svimlende mængde CPU-tid til simuleringen, og de skulle samtidig løse ligningerne i Albert Einsteins generelle relativitetsteori, James Maxwells ligninger for elektromagnetisme og Leonard Eulers ligninger for hydrodynamik. . Resultatet blev en model, hvor værdierne beregnet for temperatur, stoftæthed og magnetiske felter svarer overraskende godt til det, der blev udledt af astronomiske observationer.

På dette grundlag var forskerne i stand til at spore den komplekse bevægelse af fotoner i den skæve rumtid i det inderste område af jetflyet og omdanne det til et radiobillede. De var derefter i stand til at sammenligne disse computersimulerede billeder med observationer foretaget af adskillige radioteleskoper og satellitter i løbet af de sidste tre årtier.

Dr. Alejandro Cruz-Osorio, hovedforfatter af undersøgelsen, bemærker, at "vores teoretiske model af den elektromagnetiske emission og jetmorfologi af M87 er i overraskende god overensstemmelse med observationer i radio-, optiske og infrarøde spektre. Det supermassive sorte hul M87 roterer sandsynligvis hurtigt, og plasmaet er stærkt magnetiseret i strålen, hvilket accelererer partikler til skalaer på tusindvis af lysår."

Professor Luciano Rezzolla fra Institut for Teoretisk Fysik ved Goethe-Universitetet i Frankfurt bemærker, at "det faktum, at vores beregnede billeder er så tæt på astronomiske observationer, er endnu en vigtig bekræftelse på, at Einsteins generelle relativitetsteori er den mest nøjagtige og naturlige forklaring på eksistensen. af supermassive sorte huller i centrum af galakser. Selvom der stadig er plads til alternative forklaringer, har resultaterne af vores undersøgelse gjort dette 'rum' meget mindre."

Læs også:

• Disse hypotetiske sorte huller kan slette din fortid og ændre din fremtid
• Et mystisk "sort hul" blev opdaget på Googles satellitkort