Attēla kredīts: JHU
Vairāk nekā 30 gadus astrofiziķi ir uzskatījuši, ka melnie caurumi var norīt tuvumā esošo vielu un rezultātā atbrīvot milzīgu enerģijas daudzumu. Tomēr vēl nesen mehānismi, kas tuvina matēriju melnajiem caurumiem, ir slikti izprotami, atstājot pētniekus neizpratnē par daudzām procesa detaļām.
Tomēr tagad pētnieki, ieskaitot divus The Johns Hopkins University, izstrādāti melno caurumu imitācijas, atbild uz dažiem no šiem jautājumiem un izaicina daudzos vispārpieņemtos pieņēmumus par šīs mīklainās parādības būtību.
“Tikai nesen ir pētniecības grupas locekļi? John Hawley un Jean-Pierre De Villiers, abi no Virdžīnijas universitātes? izveidoja pietiekami jaudīgu datorprogrammu, lai izsekotu visus akrēcijas elementus uz melnajiem caurumiem, sākot no turbulences un magnētiskajiem laukiem līdz relativistiskam gravitācijas spēkam, ”sacīja Džūlians Kroliks, Džona Hopkinsa Fizikas un astronomijas katedras profesors Henrijs A. Rowlands. -pētnieku grupas vadītājs. “Šīs programmas atver jaunu logu sarežģītajam stāstam par to, kā matērija nonāk melnajos caurumos, un pirmo reizi atklāj, kā saraustītie magnētiskie lauki un Einsteīnas gravitācija izspiež pēdējo enerģijas pārrāvumu no matērijas, kas lemta bezgalīgam ieslodzījumam melnā krāsā. caurums. ”
Netālu no melnā cauruma ārējās malas, kur sadalās Ņūtona gravitācijas apraksts, parastās orbītas vairs nav iespējamas. Tajā brīdī ? vai arī tā tas ir iedomājies pēdējās trīs desmitgadēs? matērija ātri, gludi un klusi ienirst melnajā caurumā. Beigu beigās, saskaņā ar dominējošo ainu, melnais caurums? izņemot tās gravitācijas vilkmes veikšanu? ir pasīvs masveida ziedojumu saņēmējs.
Komandas pirmie reālie aprēķini par matērijas nonākšanu melnajos caurumos ir stingri pretrunā ar daudzām no šīm cerībām. Viņi, piemēram, parāda, ka dzīve melnā cauruma tuvumā nav nekas mierīgs un kluss. Tā vietā relativistiskie efekti, kas liek materiālam ienirt iekšienē, palielina nejaušas kustības šķidrumā, radot spēcīgus blīvuma, ātruma un magnētiskā lauka stipruma traucējumus, kas virza matērijas un magnētiskā lauka viļņus turp un atpakaļ. Saskaņā ar pētījumu grupas līdzvadītāja Havlija teikto, šai vardarbībai var būt novērojamas sekas.
Tāpat kā jebkurš šķidrums, kas iemaisīts turbulencē, viela, kas atrodas tieši ārpus melnā cauruma malas, tiek uzkarsēta. Šis papildu karstums rada papildu gaismu, ko Zemes astronomi var redzēt, ”sacīja Havlijs. “Viena no melno caurumu pazīmēm ir tā, ka to gaismas jauda ir atšķirīga.
Lai gan tas ir zināms vairāk nekā 30 gadus, līdz šim nav bijis iespējams izpētīt šo variāciju izcelsmi. Vardarbīgas apkures variācijas? tagad uzskatāms par dabisku magnētisko spēku blakusproduktu blakus melnajam caurumam? piedāvā dabisku skaidrojumu melnajiem caurumiem, kas vienmēr mainās ar spilgtumu.
Viena no pārsteidzošākajām melnā cauruma īpašībām ir spēja izraidīt strūklu tuvu gaismas ātrumam. Lai arī jau sen tika gaidīts, ka magnētiskajiem laukiem ir izšķiroša nozīme šajā procesā, jaunākās simulācijas pirmo reizi parāda, kā lauku var izvadīt no uzkrājošās gāzes, lai izveidotu šādu strūklu.
Varbūt pārsteidzošākais komandas jauno datoru simulāciju rezultāts ir tas, ka magnētiskie lauki, kas nogādāti netālu no rotējoša melnā cauruma, arī savieno urbuma griešanos, lai nonāktu apkārt orbītā, tādā pašā veidā kā automašīnas transmisija savieno savu rotējošo motoru pie ass. Kroliks saka: “Ja rodas melns caurums, kas griežas ārkārtīgi ātri, tā“ piedziņa ”var būt tik spēcīga, ka papildu masas uztveršana samazina tās griešanos. Masas uzkrāšanās tad darbotos kā “gubernators”, izpildot kosmiskā ātruma ierobežojumu melno caurumu griezieniem. ”
Pēc Krolika teiktā, šim “gubernatoram” var būt spēcīga ietekme uz daudzām visspilgtākajām melno caurumu īpašībām. Plaši tiek domāts, piemēram, ka melnā cauruma strūklas stiprums ir saistīts ar tā griešanos, tāpēc “griešanās ātruma ierobežojums” varētu noteikt raksturīgo sprauslu stiprību, sacīja Kroliks.
Nacionālā zinātnes fonda finansēts šis pētījums tiek publicēts četru rakstu sērijā The Astrophysical Journal. ((De Villiers et al. 2003, ApJ 599, 1238; Hirose et al. 2004, ApJ 606, 1083; De Villiers et al. ApJ 620, 879; Krolik et al. 2005. gada aprīlis ApJ presē.)) Simulācijas tika veiktas NSF atbalstītajā Sandjego superdatoru centrā. Pētniecības komandā bija arī Šigenobu Hirose, arī Džons Hopkinss.
Oriģinālais avots: JHU ziņu izlaidums
