Črna luknja M87 izstreljuje curke skoraj s svetlobno hitrostjo

Galaksija Messier 87 (M87) se nahaja 55 milijonov svetlobnih let od Zemlje v ozvezdju Device. To je velikanska galaksija z 12 tisoč kroglastimi jatami, 200 kroglastih kopic Rimske ceste se v primerjavi z njo zdi skromno. V središču M87 je črna luknja z maso 6,5 milijard sončnih mas. To je prva črna luknja, za katero obstaja slika, ki jo je leta 2019 ustvarilo mednarodno raziskovalno sodelovanje Event Horizon Telescope.

Ta črna luknja M87 izstreli curek plazme s hitrostjo blizu svetlobne hitrosti, imenovano relativistični curek 6 tisoč svetlobnih let. Ogromna energija, potrebna za pogon tega curka, verjetno izvira iz gravitacijske sile črne luknje. Toda kako nastane tak curek in kaj zagotavlja njegovo stabilnost na velikih razdaljah, še vedno ni povsem jasno.

M87 privlači snov, ki se vrti v disku po vse manjši orbiti, dokler je črna luknja ne absorbira. Curek se izstreli iz središča akrecijskega diska, ki obdaja M87, in teoretični fiziki na univerzi Goethe so skupaj z znanstveniki iz Evrope, ZDA in Kitajske zelo podrobno modelirali to regijo. Uporabili so najkompleksnejšo XNUMXD simulacijo na superračunalniku, ki za simulacijo porabi osupljivo količino procesorskega časa, hkrati pa so morali reševati enačbe splošne teorije relativnosti Alberta Einsteina, enačbe elektromagnetizma Jamesa Maxwella in enačbe hidrodinamike Leonarda Eulerja . Rezultat je bil model, v katerem vrednosti, izračunane za temperaturo, gostoto snovi in ​​magnetna polja, presenetljivo dobro ustrezajo temu, kar je bilo ugotovljeno iz astronomskih opazovanj.

Na tej podlagi so znanstveniki lahko sledili kompleksnemu gibanju fotonov v izkrivljenem prostoru-času najbolj notranjega območja curka in ga spremenili v radijsko sliko. Nato so te računalniško simulirane slike lahko primerjali z opazovanji številnih radijskih teleskopov in satelitov v zadnjih treh desetletjih.

Dr. Alejandro Cruz-Osorio, glavni avtor študije, ugotavlja, da se »naš teoretični model elektromagnetne emisije in morfologije curka M87 presenetljivo dobro ujema z opazovanji v radijskih, optičnih in infrardečih spektrih. Supermasivna črna luknja M87 se verjetno hitro vrti in plazma je v curku močno magnetizirana, kar pospeši delce do velikosti na tisoče svetlobnih let.«

Profesor Luciano Rezzolla z Inštituta za teoretično fiziko na Univerzi Goethe v Frankfurtu ugotavlja, da je "dejstvo, da so naše izračunane slike tako blizu astronomskim opazovanjem, še ena pomembna potrditev, da je Einsteinova splošna teorija relativnosti najbolj natančna in naravna razlaga za obstoj supermasivnih črnih lukenj v središču galaksij. Čeprav še vedno obstaja prostor za alternativne razlage, so rezultati naše študije to 'prostor' precej zmanjšali."

Preberite tudi:

• Te hipotetične črne luknje bi lahko izbrisale vašo preteklost in spremenile vašo prihodnost
• Na Googlovih satelitskih zemljevidih ​​so odkrili skrivnostno "črno luknjo".