Det sorte hullet M87 skyter jetfly med nesten lysets hastighet

Galaksen Messier 87 (M87) ligger 55 millioner lysår fra Jorden i stjernebildet Jomfruen. Det er en gigantisk galakse med 12 200 kulehoper, de 87 kulehopene i Melkeveien virker beskjedne i sammenligning. I sentrum av M6,5 er et svart hull med en masse på 2019 milliarder solmasser. Dette er det første sorte hullet som det finnes et bilde for, laget i XNUMX av det internasjonale forskningssamarbeidet Event Horizon Telescope.

Dette M87 sorte hullet skyter ut en plasmastråle med hastigheter nær lysets hastighet, kalt relativistisk jetfly 6 tusen lysår lang. Den enorme energien som kreves for å drive denne jetflyet kommer sannsynligvis fra det sorte hullets gravitasjonskraft. Men hvordan et slikt jetfly oppstår og hva som sikrer stabiliteten over store avstander er fortsatt ikke helt klart.

M87 tiltrekker seg materie, som roterer i skiven i en krympende bane til den blir absorbert av det sorte hullet. Jetflyet skytes opp fra midten av akkresjonsskiven rundt M87, og teoretiske fysikere ved Goethe-universitetet, sammen med forskere fra Europa, USA og Kina, har modellert denne regionen i detalj. De brukte den mest komplekse XNUMXD-simuleringen på en superdatamaskin, som bruker en svimlende mengde CPU-tid for simuleringen, og måtte samtidig løse ligningene til Albert Einsteins generelle relativitetsteori, James Maxwells elektromagnetiske ligninger og Leonard Eulers hydrodynamiske ligninger. . Resultatet ble en modell der verdiene beregnet for temperatur, materietetthet og magnetfelt samsvarer overraskende godt med det som ble utledet fra astronomiske observasjoner.

På dette grunnlaget var forskere i stand til å spore den komplekse bevegelsen av fotoner i den forvrengte romtiden til det innerste området av jetflyet og gjøre det om til et radiobilde. De var da i stand til å sammenligne disse datasimulerte bildene med observasjoner gjort av en rekke radioteleskoper og satellitter de siste tre tiårene.

Dr. Alejandro Cruz-Osorio, hovedforfatter av studien, bemerker at «vår teoretiske modell av den elektromagnetiske emisjonen og jetmorfologien til M87 er i overraskende god overensstemmelse med observasjoner i radio-, optiske og infrarøde spektre. Det supermassive sorte hullet M87 roterer sannsynligvis raskt og plasmaet er sterkt magnetisert i strålen, og akselererer partikler til skalaer på tusenvis av lysår.»

Professor Luciano Rezzolla fra Institutt for teoretisk fysikk ved Goethe-universitetet i Frankfurt bemerker at «det faktum at våre beregnede bilder er så nær astronomiske observasjoner er en annen viktig bekreftelse på at Einsteins generelle relativitetsteori er den mest nøyaktige og naturlige forklaringen på eksistensen. av supermassive sorte hull i sentrum av galakser. Selv om det fortsatt er rom for alternative forklaringer, har resultatene av vår studie gjort dette "rommet" mye mindre."

Les også:

• Disse hypotetiske sorte hullene kan slette fortiden din og endre fremtiden din
• Et mystisk "svart hull" ble oppdaget på Googles satellittkart