Черната дупка M87 изстрелва струи почти със скоростта на светлината

Галактиката Messier 87 (M87) се намира на 55 милиона светлинни години от Земята в съзвездието Дева. Това е гигантска галактика с 12 хиляди кълбовидни купа, 200-те кълбовидни купа на Млечния път изглеждат скромни в сравнение. В центъра на M87 е черна дупка с маса 6,5 милиарда слънчеви маси. Това е първата черна дупка, за която съществува изображение, създадено през 2019 г. от международното изследователско сътрудничество Event Horizon Telescope.

Тази черна дупка M87 изстрелва струя плазма със скорост, близка до скоростта на светлината, т.нар. релативистична струя Дължина 6 хиляди светлинни години. Огромната енергия, необходима за задвижването на тази струя, вероятно идва от гравитационното привличане на черната дупка. Но как възниква такава струя и какво осигурява нейната стабилност на огромни разстояния, все още не е напълно ясно.

M87 привлича материя, която се върти в диска в свиваща се орбита, докато не бъде погълната от черната дупка. Струята се изстрелва от центъра на акреционния диск, заобикалящ M87, и теоретични физици от университета Гьоте, заедно с учени от Европа, САЩ и Китай, са моделирали този регион много подробно. Те използваха най-сложната XNUMXD симулация на суперкомпютър, който използва зашеметяващо количество процесорно време за симулацията, и трябваше едновременно да решат уравненията на общата теория на относителността на Алберт Айнщайн, уравненията на електромагнетизма на Джеймс Максуел и уравненията на хидродинамиката на Леонард Ойлер . Резултатът беше модел, в който изчислените стойности за температура, плътност на материята и магнитни полета съответстват изненадващо добре на това, което беше изведено от астрономически наблюдения.

На тази основа учените успяха да проследят сложното движение на фотони в изкривеното пространство-време на най-вътрешната област на струята и да го превърнат в радиоизображение. След това те успяха да сравнят тези компютърно симулирани изображения с наблюдения, направени от множество радиотелескопи и сателити през последните три десетилетия.

Д-р Алехандро Круз-Осорио, водещ автор на изследването, отбелязва, че „нашият теоретичен модел на електромагнитното излъчване и струйната морфология на M87 е в изненадващо добро съгласие с наблюденията в радио, оптичния и инфрачервения спектър. Свръхмасивната черна дупка M87 вероятно се върти бързо и плазмата е силно магнетизирана в струята, ускорявайки частиците до мащаби от хиляди светлинни години.

Професор Лучано Рецола от Института за теоретична физика към университета Гьоте във Франкфурт отбелязва, че „фактът, че нашите изчислени изображения са толкова близки до астрономическите наблюдения, е още едно важно потвърждение, че общата теория на относителността на Айнщайн е най-точното и естествено обяснение за съществуването на свръхмасивни черни дупки в центъра на галактиките. Въпреки че все още има място за алтернативни обяснения, резултатите от нашето проучване направиха тази „стая“ много по-малка.

Прочетете също:

• Тези хипотетични черни дупки могат да изтрият миналото ви и да променят бъдещето ви
• Мистериозна "черна дупка" беше открита на сателитни карти на Google