Kujutise krediit: JHU
Astrofüüsikud on enam kui 30 aastat uskunud, et mustad augud võivad neelata lähedal asuva aine ja vabastada selle tagajärjel tohutult energiat. Kuni viimase ajani on mehhanismid, mis viivad mateeria mustade aukude lähedale, olnud halvasti arusaadavad, jättes teadlased hämmingusse protsessi paljude üksikasjade osas.
Nüüd vastavad teadlased, sealhulgas kaks Johns Hopkinsi ülikoolis töötatud mustade aukude arvutisimulatsiooni, mõnele neist küsimustele ja seavad väljakutse paljudele üldlevinud eeldustele selle mõistatusliku nähtuse olemuse kohta.
“Kas alles hiljuti on uurimisrühma liikmeid? John Hawley ja Jean-Pierre De Villiers, mõlemad Virginia ülikoolist? lõi arvutiprogrammi, mis on piisavalt võimas, et jälgida kõiki mustadele aukudele kerkimise elemente, alates turbulentsist ja magnetväljadest kuni relativistliku gravitatsioonini, “ütles Johns Hopkinsi Henry A. Rowlandi füüsika ja astronoomia osakonna professor Julian Krolik ja koostöö - uurimisrühma juht. Need programmid avavad uue akna keerulisele loole, kuidas mateeria satub mustadesse aukudesse, ning näevad esmakordselt, kuidas sassis magnetväljad ja Einsteini gravitatsioon ühendavad viimast energiapurset ainest, mis on määratud lõpmatuks vangistuseks musta värviga auk. ”
Musta augu välisserva lähedal, kus Newtoni raskusjõu kirjeldus laguneb, pole tavalised orbiidid enam võimalikud. Sel hetkel? või nii on seda viimase kolme aastakümne jooksul ette kujutatud? mateeria sukeldus kiiresti, sujuvalt ja vaikselt musta auku. Lõpuks, vastavalt valitsevale pildile, must auk? välja arvatud selle gravitatsioonilise tõmbe avaldamine? on massiannetuste passiivne saaja.
Meeskonna esimesed realistlikud arvutused mustadesse aukudesse langeva mateeria kohta on paljudele neist ootustest tugevalt vastuolus. Need näitavad näiteks, et elu musta augu läheduses on kõike muud kui rahulik ja vaikne. Selle asemel suurendavad relativistlikud efektid, mis sunnivad ainet sissepoole tungima, juhuslikke liikumisi vedelikus, tekitades vägivaldseid häireid tiheduses, kiiruses ja magnetvälja tugevuses, aine ja laine laine edasiliikumisel edasi-tagasi. Uurimisrühma kaasjuhi Hawley sõnul võib sellel vägivallal olla märgatavaid tagajärgi.
Nii nagu iga turbulentsi segatud vedelik, kuumutatakse ka kohe musta augu servast väljas olevat ainet. See lisaküte teeb lisavalgust, mida Maa astronoomid võivad näha, ”ütles Hawley. „Üks mustade aukude tunnusjooni on see, et nende valgustugevus on erinev.
Ehkki seda on teada rohkem kui 30 aastat, pole nende variatsioonide päritolu seni olnud võimalik uurida. Kütte ägedad variatsioonid? Nüüd peetakse seda musta augu lähedal olevate magnetiliste jõudude loomulikuks kõrvalsaaduseks? pakuvad looduslike selgituste saamiseks mustade aukude muutuvale heledusele.
Musta augu üks silmatorkavamaid omadusi on võime juga väljutada valguse kiiruse lähedal. Ehkki juba ammu on oodata, et magnetväljad on selle protsessi jaoks üliolulised, näitavad viimased simulatsioonid esimest korda, kuidas saab välja väljutada akreteerivast gaasist, et tekitada selline joa.
Võib-olla on meeskonna uute arvutisimulatsioonide kõige üllatavam tulemus see, et pöörleva musta augu lähedale viidud magnetväljad ühendavad ka augu spinni, et liikuda kaugemal orbiidil, samal viisil, nagu auto jõuülekanne ühendab pöörleva mootori teljega. Krolik ütleb: “Kui must auk sünnib pöörlemas eriti kiiresti, võib selle vedav rong olla nii võimas, et täiendava massi hõivamine põhjustab pöörlemise aeglustumist. Massi kogunemine toimiks siis kubernerina, kehtestades kosmilise kiirusepiirangu musta augu keerutustele. "
Kroliku sõnul võib sellel „kuberneril” olla mustade aukude kõige silmatorkavamatele omadustele tugev mõju. Levinud on arvamus, et näiteks musta augu joa tugevus on seotud selle keerutusega, nii et "tsentrifuugimiskiiruse piirang" võib määrata düüsidele iseloomuliku tugevuse, ütles Krolik.
Rahastajaks on National Science Fund, see uurimistöö avaldatakse neljas artiklis seerias ajakirjas The Astrophysical Journal. ((De Villiers jt 2003, ApJ 599, 1238; Hirose jt 2004, ApJ 606, 1083; De Villiers jt. ApJ 620, 879; Krolik jt. Aprill 2005 ApJ ajakirjanduses.)) Simulatsioonid viidi läbi NSF-i toega San Diego superarvuti keskuses. Uurimisrühma kuulus ka Shigenobu Hirose, samuti Johns Hopkins.
Algne allikas: JHU pressiteade
