Musta aukko M87 ampuu suihkuja lähes valon nopeudella

Galaksi Messier 87 (M87) sijaitsee 55 miljoonan valovuoden päässä Maasta Neitsyt tähdistössä. Tämä on jättimäinen galaksi, jossa on 12 tuhatta pallomaista klusteria, ja Linnunradan 200 pallomaista klusteria vaikuttavat vaatimattomilta verrattuna. M87:n keskellä on musta aukko, jonka massa on 6,5 miljardia aurinkomassaa. Tämä on ensimmäinen musta aukko, josta on olemassa kuva, ja se on luotu vuonna 2019 kansainvälisen tutkimusyhteistyön Event Horizon Telescopen avulla.

Tämä M87-musta aukko ampuu plasmasuihkun lähellä valonnopeutta, ns relativistinen suihku 6 tuhatta valovuotta pitkä. Tämän suihkun käyttämiseen tarvittava valtava energia tulee todennäköisesti mustan aukon vetovoimasta. Mutta kuinka tällainen suihku syntyy ja mikä varmistaa sen vakauden valtavilla etäisyyksillä, ei ole vielä täysin selvää.

M87 vetää puoleensa ainetta, joka pyörii kiekossa kutistuvalla kiertoradalla, kunnes musta aukko absorboi sen. Suihku laukaistaan ​​M87:ää ympäröivän akkretion kiekon keskeltä, ja Goethen yliopiston teoreettiset fyysikot yhdessä eurooppalaisten, yhdysvaltalaisten ja Kiinan tutkijoiden kanssa ovat mallintaneet tämän alueen yksityiskohtaisesti. He käyttivät monimutkaisinta XNUMXD-simulaatiota supertietokoneella, joka käyttää hämmästyttävän paljon CPU-aikaa simulaatioon, ja heidän piti ratkaista samanaikaisesti Albert Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian yhtälöt, James Maxwellin sähkömagnetismiyhtälöt ja Leonard Eulerin hydrodynamiikan yhtälöt. . Tuloksena oli malli, jossa lämpötilalle, aineen tiheydelle ja magneettikentille lasketut arvot vastaavat yllättävän hyvin tähtitieteellisistä havainnoista pääteltyä.

Tämän perusteella tutkijat pystyivät seuraamaan fotonien monimutkaista liikettä suihkun sisimmän alueen vääntyneessä aika-avaruudessa ja muuttamaan sen radiokuvaksi. Sitten he pystyivät vertaamaan näitä tietokonesimuloituja kuvia useiden radioteleskooppien ja satelliittien havaintoihin viimeisen kolmen vuosikymmenen aikana.

Tohtori Alejandro Cruz-Osorio, tutkimuksen johtava kirjoittaja, toteaa, että "teoreettinen mallimme M87:n sähkömagneettisesta emissiosta ja suihkumorfologiasta on yllättävän hyvin sopusoinnussa radio-, optisten ja infrapunaspektrien havaintojen kanssa. Supermassiivinen musta aukko M87 pyörii todennäköisesti nopeasti ja plasma magnetoituu voimakkaasti suihkussa, mikä kiihdyttää hiukkasia tuhansien valovuosien mittakaavassa.

Professori Luciano Rezzolla Frankfurtin Goethen yliopiston teoreettisen fysiikan instituutista huomauttaa, että "se tosiasia, että laskennalliset kuvamme ovat niin lähellä tähtitieteellisiä havaintoja, on toinen tärkeä vahvistus sille, että Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria on tarkin ja luonnollisin selitys olemassaololle. supermassiivisista mustista aukoista galaksien keskellä. Vaikka vaihtoehtoisille selityksille on vielä tilaa, tutkimuksemme tulokset ovat tehneet tästä "huoneesta" paljon pienemmän."

Lue myös:

• Nämä hypoteettiset mustat aukot voivat pyyhkiä menneisyytesi ja muuttaa tulevaisuutesi
• Salaperäinen "musta aukko" löydettiin Googlen satelliittikartoista