Cu ajutorul simulărilor de pionierat pe supercomputer, oamenii de știință au făcut o descoperire tentantă în înțelegerea modului în care găurile negre interacționează cu spațiu-timp.
Găurile negre sunt cunoscute pentru înghițirea particulelor și a luminii cu efectele lor gravitaționale colosale, dar există un material misterios care reușește să scape din mabele lor. Cunoscute sub numele de „avioane relativiste”, acestea scapă din găurile negre de-a lungul a milioane de ani lumină.
Având în vedere dificultatea de a observa și studia găurile negre, o echipă de cercetători de la Universitatea Northwestern iar Universitatea din Amsterdam a apelat la supercalculatoare de mare putere pentru a simula acțiunile acestor relativiști jeturi.
„Asemenea modului în care apa dintr-o cadă formează un vârtej când coboară într-un canal de scurgere, gazele și câmpurile magnetice care alimentează un gaura neagră supermasiva se învârte pentru a forma un disc rotativ – o spaghete încâlcite de linii de câmp magnetic amestecate într-un bulion fierbinte. gaz”, explică
Universitatea Northwestern, într-o imagine de ansamblu destul de delicioasă a cercetării.„Pe măsură ce gaura neagră consumă această supă astrofizică, înghite bulionul, dar lasă spaghetele magnetice atârnând din gură. Acest lucru transformă gaura neagră într-un fel de rampă de lansare din care energia, sub formă de jeturi relativiste, trage din pânza de spaghete magnetice răsucite.”
Studiul, publicat în Anunțuri lunare ale Societății Regale de Astronomie, a descoperit că jeturile relativiste își schimbă periodic direcția datorită poziției spațiu-timp care se rotește în jurul găurii negre.
Vezi legate
În timp ce simulările anterioare au avut tendința de a alinia discul care se învârte cu orientarea găurii negre, cercetătorii susțin că majoritatea găurile negre supermasive – precum cea din centrul galaxiei noastre – au discuri înclinate, la o axă diferită de cea a găurii negre. în sine.
Similar cu modul în care o spinning top își va schimba orientarea pe măsură ce se învârte (o mișcare cunoscută sub numele de precesie), discul care se învârte în jurul unei găuri negre se va „clatina” – schimbând direcția relativismului său jeturi.
Pentru a simula regiunea care înconjoară o gaură neagră care se învârte rapid necesită o cantitate masivă de putere de calcul, de aceea a durat atât de mult pentru ca această precesie să fie descoperită. Cercetătorii au reușit să gestioneze acest lucru prin efectuarea primului cod de simulare a găurii negre accelerat de unități de procesare grafică (GPU), cu ajutorul Ape Albastre supercalculator. Puteți vedea rezultatele în partea dreaptă a videoclipului de mai jos.
„Rezoluția înaltă ne-a permis, pentru prima dată, să ne asigurăm că mișcările turbulente ale discurilor la scară mică sunt surprinse cu acuratețe în modele”, a spus Alexander Tchekhovskoy, profesor asistent de fizică și astronomie la Colegiul de Arte și Arte Weinberg din Northwestern. Științe.
„Spre surprinderea noastră, aceste mișcări s-au dovedit a fi atât de puternice încât au făcut ca discul să se îngrășeze și să se oprească precesiunea discului. Acest lucru sugerează că precesia poate apărea în rafale.”
Rezultatele acestui studiu vor fi critice pentru investigații ulterioare asupra găurilor negre, precum și fenomene precum undele gravitaționale de la coliziunile stelelor neuronilor și înghițirea stelelor de către supramasivă găuri negre. Simularea este, de asemenea, folosită pentru a interpreta observațiile de la Telescopul Event Horizon (EHT), care examinează gaura neagră din inima Căii Lactee.
