Superračunalniške simulacije pojasnjujejo ogromno močne curke črnih lukenj – potrjujejo Einsteinovo teorijo splošne relativnosti

Cupermasivna črna luknja z rentgenskim curkom. zasluge: NASA/CXC/M.Weiss

Nadaljnja potrditev Einsteinove splošne teorije relativnosti.

Galaksija Messier 87 (M87) se nahaja 55 milijonov svetlobnih let od Zemlje v ozvezdju Devica. Je ogromna galaksija, ki vsebuje 12.000 kroglastih kopic, ki sestavljajo galaksijaKroglaste kopice K 200 so v primerjavi z njimi videti skromne. a Črna luknja V središču mase M87 leži šest milijard in pol sonc. Gre za prvo črno luknjo, za katero obstaja slika, ki jo je leta 2019 izdelal Event Horizon Telescope, mednarodno raziskovalno sodelovanje.

Izstreli curke črne luknje (M87*) plazma Blizu svetlobne hitrosti, tako imenovani relativistični curek, na lestvici 6000 svetlobnih let. Ogromna energija, potrebna za pogon tega curka, verjetno izvira iz gravitacijskega vleka črne luknje, vendar še ni povsem razumljeno, kako tak curek nastane in ga ohranja stabilnega na velikih razdaljah.

M87 Relativistični teoretični modeli curka in astronomska opazovanja

Teoretični model (teorija) in astronomska opazovanja (opazovanja) izstrelišča relativističnega curka M87 se zelo dobro ujemata. Zasluge: Alejandro Cruz-Osorio

Črna luknja M87* privlači snov, ki se vrti v majhnih orbitah v disku, dokler je črna luknja ne pogoltne. Jet se izstreli iz središča akrecijskega diska, ki obdaja M87, in teoretični fiziki z Goethejeve univerze so skupaj z znanstveniki iz Evrope, ZDA in Kitajske zdaj zelo podrobno modelirali regijo.

Uporabili so zelo sofisticirane tridimenzionalne simulacije superračunalnikov, ki uporabljajo osupljivo količino enega milijona CPU ur na simulacijo, kot tudi enačbe splošne relativnosti Alberta Einsteina, enačbe elektromagnetizma Jamesa Maxwella in dinamiko tekočin. Enačbe je bilo treba rešiti. . Leonhard Euler.

M87 Črne luknje magnetnega polja Relativistični curek

Vzdolž linij magnetnega polja se delci pospešujejo tako učinkovito, da v primeru M87 tvorijo curek na lestvici 6000 svetlobnih let. Zasluge: Alejandro Cruz-Osorio

Rezultat je bil model, v katerem so se izračunane vrednosti za temperaturo, gostoto snovi in ​​magnetno polje izjemno dobro ujemale z vrednostmi, pridobljenimi iz astronomskih opazovanj. Na podlagi tega so znanstveniki lahko sledili kompleksnemu gibanju fotonov v ukrivljenem prostor-času najbolj notranjega območja curka in ga prevedli v radijske slike. Nato so lahko primerjali te računalniško modelirane slike z opazovanji, opravljenimi z več radijskimi teleskopi in sateliti v zadnjih treh desetletjih.

Vodilni avtor študije dr. Alejandro Cruz-Osorio je komentiral: “Naš teoretični model elektromagnetne emisije in morfologije curka M87 se presenetljivo dobro ujema z opazovanji v radijskem, optičnem in infrardečem spektru. To nam pove, da se domneva, da je supermasivna črna luknja M87* se verjetno zelo vrti in da je plazma močno magnetizirana v curkih, zaradi česar se delci pospešujejo na lestvici tisoč svetlobnih let.

Profesor Luciano Razzola z Inštituta za teoretično fiziko Univerze Goethe v Frankfurtu je komentiral: “Dejstvo, da so slike, ki smo jih izračunali, zelo blizu astronomskim opazovanjem, je še ena pomembna potrditev, da Einsteinova teorija splošne relativnosti obstaja. Najbolj natančna in naravna razlaga za to je supermasivna črna luknja v središču galaksij. Čeprav je še prostora za alternativne razlage, ugotovitve naše študije puščajo ta prostor premajhno.”

Referenca: “Najsodobnejše energetsko in morfološko modeliranje mesta izstrelitve jeta M87” avtorjev Alejandra Cruz-Osorio, Christian M. Fromm, Yosuke Mizuno, Antonios Nathanael, Ziri Yunsi, Oliver Porth, Jordi Develler, Heino . Phalke, Michael Kramer in Luciano Rezzola, 4. novembra 2021, astronomija narave.
DOI: 10.1038/s41550-021-01506-W

READ  Hackaday povezave: 13. december 2020

Mojca Andreja

Nagnjena je k apatiji. Nevidni raziskovalec. Vseživljenjski guru slanine. Potovalni odvisnik. Organizator. "

Related Posts

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen. * označuje zahtevana polja

Read also x