Černá díra M87 vystřeluje výtrysky téměř rychlostí světla

Galaxie Messier 87 (M87) se nachází 55 milionů světelných let od Země v souhvězdí Panny. Jedná se o obří galaxii s 12 tisíci kulovými hvězdokupami, 200 kulových hvězdokup Mléčné dráhy se v porovnání zdá být skromné. Ve středu M87 je černá díra o hmotnosti 6,5 miliardy slunečních hmotností. Toto je první černá díra, pro kterou existuje obrázek, vytvořený v roce 2019 mezinárodní výzkumnou spoluprací Event Horizon Telescope.

Tato černá díra M87 vystřeluje proud plazmy rychlostí blízkou rychlosti světla, tzv relativistický tryskáč 6 tisíc světelných let dlouhé. Obrovská energie potřebná k pohonu tohoto výtrysku pravděpodobně pochází z gravitační síly černé díry. Jak ale takový výtrysk vzniká a co zajišťuje jeho stabilitu na obrovské vzdálenosti, stále není zcela jasné.

M87 přitahuje hmotu, která rotuje v disku po zmenšující se oběžné dráze, dokud není pohlcena černou dírou. Jet je vypuštěn ze středu akrečního disku obklopujícího M87 a teoretičtí fyzici z Goethe University spolu s vědci z Evropy, USA a Číny tuto oblast velmi podrobně modelovali. Použili nejsložitější XNUMXD simulaci na superpočítači, který k simulaci využívá ohromující množství CPU času, a museli současně řešit rovnice obecné teorie relativity Alberta Einsteina, rovnice elektromagnetismu Jamese Maxwella a rovnice hydrodynamiky Leonarda Eulera. . Výsledkem byl model, ve kterém hodnoty vypočtené pro teplotu, hustotu hmoty a magnetická pole překvapivě dobře odpovídají tomu, co bylo odvozeno z astronomických pozorování.

Na tomto základě byli vědci schopni sledovat složitý pohyb fotonů v pokřiveném časoprostoru nejvnitřnější oblasti výtrysku a přeměnit jej na rádiový snímek. Poté byli schopni porovnat tyto počítačem simulované snímky s pozorováními provedenými četnými radioteleskopy a satelity za poslední tři desetiletí.

Dr. Alejandro Cruz-Osorio, hlavní autor studie, poznamenává, že „náš teoretický model elektromagnetické emise a morfologie výtrysku M87 je v překvapivě dobré shodě s pozorováními v rádiovém, optickém a infračerveném spektru. Supermasivní černá díra M87 se pravděpodobně rychle otáčí a plazma je v jetu silně magnetizováno, což urychluje částice na měřítka tisíců světelných let.

Profesor Luciano Rezzolla z Institutu pro teoretickou fyziku na Goethově univerzitě ve Frankfurtu poznamenává, že „skutečnost, že naše vypočítané snímky jsou tak blízké astronomickým pozorováním, je dalším důležitým potvrzením toho, že Einsteinova obecná teorie relativity je nejpřesnějším a nejpřirozenějším vysvětlením existence. supermasivních černých děr ve středu galaxií. Přestože stále existuje prostor pro alternativní vysvětlení, výsledky naší studie tuto ‚místnost‘ výrazně zmenšily.“

Přečtěte si také:

• Tyto hypotetické černé díry by mohly vymazat vaši minulost a změnit vaši budoucnost
• Na satelitních mapách Google byla objevena záhadná „černá díra“.