Superpočítačová simulace vysvětluje obrovskou sílu jetové černé díry – potvrzuje Einsteinovu teorii obecné relativity

Masivní černá díra s rentgenovým paprskem. Poděkování: NASA/CXC/M. Weiss

Další potvrzení Einsteinovy ​​obecné teorie relativity.

Galaxie Messier 87 (M87) se nachází 55 milionů světelných let od Země v souhvězdí Panny. Je to obří galaxie s 12 000 kulovými hvězdokupami mléčná dráhaTěch 200 kulových hvězdokup se ve srovnání zdá skromných. A Černá díra Ze šesti a půl miliardy slunečních hmot umístěných v centru M87. Jde o první černou díru, která má obraz, vytvořený v roce 2019 mezinárodní výzkumnou spoluprací Event Horizon Telescope.

Tato černá díra (M87 *) uvolňuje výtrysk plazma Blízká rychlosti světla, tzv. relativistické rovině, v měřítku 6000 světelných let. Obrovská energie potřebná k pohonu tohoto výtrysku pravděpodobně pramení z gravitační síly černé díry, ale jak se takový výtrysk vynoří a co jej udržuje stabilní na obrovskou vzdálenost, není dosud plně objasněno.

M87 Relativistický jet teoretický model a astronomická pozorování

Teoretický model (teorie) a astronomická pozorování (pozorování) místa startu relativistického jetu M87 se velmi dobře shodují. Kredit: Alejandro Cruz Osorio

Černá díra M87* přitahuje hmotu rotující v disku na menší dráhy, dokud ji černá díra nepohltí. Jet je vypuštěn ze středu akrečního disku obklopujícího M87 a teoretičtí fyzici z Goethe University spolu s vědci z Evropy, Spojených států a Číny tuto oblast velmi podrobně navrhli.

Použili vysoce sofistikované 3D superpočítačové simulace, které využívaly ohromující 1 milion CPU hodin na simulaci, a museli současně řešit rovnice obecné relativity od Alberta Einsteina, rovnice pro elektromagnetismus od Jamese Maxwella a rovnice dynamiky tekutin od Leonharda Eulera.

M87 Relativistic Jet Black Hole Magnetic Field Lines

Podél siločar magnetického pole se částice urychlují tak efektivně, že v případě M87 vytvářejí výtrysky vzdálené až 6000 světelných let. Kredit: Alejandro Cruz Osorio

Výsledkem byl model, ve kterém vypočtené hodnoty teplot, hustoty materiálu a magnetických polí pozoruhodně dobře odpovídaly tomu, co bylo odvozeno z astronomických pozorování. Na tomto základě byli vědci schopni vysledovat komplexní pohyb fotonů v zakřiveném časoprostoru nejvnitřnější oblasti letadla a převést jej do rádiových snímků. Poté byli schopni porovnat tyto počítačové snímky s pozorováními provedenými několika radioteleskopy a satelity za poslední tři desetiletí.

Dr. Alejandro Cruz Osorio, hlavní autor studie, poznamenává: „Náš teoretický model elektromagnetické emise a morfologie trysek M87 překvapivě odpovídá pozorování v rádiovém, optickém a infračerveném spektru. To nám říká, že supermasivní černá díra* M87 je pravděpodobně vysoce obíhající a že plazma je silně magnetizováno. v rovině, což urychluje částice na vzdálenosti tisíců světelných let.“

Profesor Luciano Rizzola z Institutu pro teoretickou fyziku na Goethově univerzitě ve Frankfurtu poznamenává: „Skutečnost, že snímky, které jsme vypočítali, jsou velmi blízké astronomickým pozorováním, je dalším důležitým potvrzením toho, že Einsteinova teorie obecné relativity je nejpřesnějším a nejpřirozenějším vysvětlením její existence než supermasivní. černé díry ve středu galaxií. I když stále existuje prostor pro alternativní vysvětlení, výsledky naší studie tuto místnost mnohem zmenšily.“

Reference: „Nejnovější aktivní a morfologické modely startoviště M87“ Autor: Alejandro Cruz Osorio, Christian M Fromm, Yusuke Mizuno, Antonius Nathaniel, Ziri Younesi, Oliver Borth, Jordi Davilar, Hino Falk, Michael Kramer a Luciano Rizzola, 4. listopadu 2021 , přírodní astronomie.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01506-w

READ  Starověký život může být jen jedním z možných vysvětlení objevu poslední sondy na Marsu

You May Also Like

About the Author: Waldo Kemp

"Hudební učenec. Spisovatel. Zlý slanina evangelista. Hrdý twitter narkoman. Myslitel. Milovník internetu. Jemně okouzlující hráč."

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.