Naučnici su koristili superračunare da bi napravili do sada najdetaljnije simulacije koje otkrivaju kako se gas i materija ponašaju na samoj ivici crnih rupa, u oblastima gde se ekstremna gravitacija susreće sa ogromnim zračenjem.
Nova studija pruža ključne uvide u haotične procese koji su zbunjivali astronome decenijama, piše Science Alert.
Nova studija, koju su sproveli istraživači iz Američkog instituta Flatiron, sada nudi do sada najdetaljniju sliku o tome kako crne rupe zvezdane mase gutaju i izbacuju materiju. Koristeći dva moćna superračunara, tim je uspeo da kombinuje posmatranja tokova materije sa merenjima rotacije i magnetnog polja crne rupe, stvarajući model zasnovan na daleko složenijim podacima.
„Ovo je prvi put da smo u mogućnosti da vidimo šta se dešava kada se najvažniji fizički procesi u akreciji crnih rupa precizno uključe“, rekao je astrofizičar Ližong Žang iz Instituta Flatiron. „Ovi sistemi su izuzetno nelinearni – svaka previše pojednostavljena pretpostavka može potpuno promeniti ishod“.
Simulacije su pokazale da gasni disk oko brzo rotirajuće crne rupe koja jede materiju postaje gušći prema centru, dok snažan mlaz gasa, vođen magnetnim poljima, izbija ka spolja. Ovi rezultati su u skladu sa posmatranjima različitih tipova sistema crnih rupa.
Istraživači su pokazali da crne rupe, privlačeći dovoljno materijala, stvaraju guste akrecione diskove koji apsorbuju ogromne količine zračenja. Energija se umesto toga oslobađa kroz snažne vetrove i mlazeve.
Njihove simulacije su takođe otkrile kako se formira uski levak, usisavajući materijal neverovatnim brzinama i stvarajući snop zračenja vidljiv samo pod određenim uglovima. Tim je takođe otkrio da konfiguracija okolnog magnetnog polja igra ključnu ulogu u ponašanju crne rupe, pomažući da se tok gasa usmeri ka horizontu događaja i nazad.
Simulacija uključuje Ajnštajnovu opštu teoriju relativnosti, koja opisuje kako mase iskrivljuju prostor i vreme, i detaljne modele koji pokrivaju zakone fizike koji upravljaju plazmom, magnetnim poljima i interakcijom svetlosti sa materijom.
Naučnici sada žele da vide da li se njihove simulacije mogu primeniti na druge vrste crnih rupa, uključujući supermasivnu crnu rupu Strelac A* u centru našeg Mlečnog puta. Takođe veruju da bi njihovi modeli mogli pomoći u rešavanju misterije nedavno otkrivenih „malih crvenih tačaka“, kosmičkih objekata koji emituju manje rendgenskih zraka nego što se očekivalo.
„Iako naši modeli koriste neprozirnosti odgovarajuće za crne rupe zvezdane mase, verovatno je da će se mnoge opšte karakteristike naših rezultata primeniti i na akreciju na supermasivne crne rupe“, zaključuju istraživači, preneo je portal “Indeks”.
Studija je objavljena u časopisu „The Astrophysical Journal“.
