Fantastiske nye bilder viser hvordan sorte hull produserer enormt lyse jetfly millioner av lysår som kan sees over store kosmiske avstander. Bildene ble produsert av en datasimulering og kan bidra til å løse et varig mysterium om hvordan jetflyene dannes, sa forskerne bak bildene.
Til tross for moniker, er ikke alltid sorte hull svarte. Ettersom et svart hull bruker en gjenstand, snurrer gass og støv rundt graven til gravitasjonsklemmen, og friksjon kan varme opp materialet på kantene til brennende temperaturer. Denne voldsomme prosessen skaper fyrlignende bjelker med ladede partikler som beveger seg utover i nær lyshastighet og avgir stråling som kan skinne lysere enn en hel galakse.
"De er som laserstråler som stikker gjennom universet og lar oss se sorte hull hvis utslipp ellers ville være for svakt til å være påviselig," sa Alexander Tchekhovskoy, en beregningsstrofysiker ved Northwestern University i Evanston, Illinois, til Live Science.
Men de komplekse mekanismene bak disse jetflyene forblir dårlig forstått. En potensiell innsikt i problemet kommer av det faktum at materiale rundt et svart hull transformeres til plasma, en blåsende varmt, men diffus magnetisert materie. Fysikere har lenge mistenkt at kronglete magnetfelt på en eller annen måte samhandler med det buede stoffet i romtid rundt et snurrende svart hull for å gi opphav til jetflyene.
Ved å bruke svært detaljerte datamaskinmodeller klarte Kyle Parfrey fra NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, og hans kolleger å simulere hvordan ladede partikler nær et svart hulls kant gir opphav til vridende og roterende magnetfelt, slik forskerne rapporterte 23. januar. i tidsskriftet Physical Review Letters. Forskerne innlemmet også informasjon fra Albert Einsteins relativitetsteori for å modellere par av disse partiklene som flyr på spesielle baner. Disse banene er innstilt på riktig måte, slik at hvis en av partiklene fra en duo faller ned i det sorte hullet, vil partneren zoome ut med ultrahurtig hastighet og skyve seg frem ved å bruke energi stjålet fra selve det sorte hullet.
Enhver gjenstand, til og med en bagasje med søppel, kunne bli skutt ut av et romfartøy på en av disse bane, og det ville gi skipet et kraftig løft av energi, sa Tchekhovskoy, som ikke var involvert i arbeidet.
De nye beregningsmetodene vil hjelpe forskere med å studere regioner med intens elektrisk strøm nær et svart hulls kant, noe som kan være relatert til røntgenstrålene og gammastrålene sett i jetflyene, fortalte Parfrey til Live Science. Deretter ønsker teamet å mer realistisk modellere prosessen med å generere de ladede partikkelparene. Det vil tillate astronomer å gjøre bedre spådommer om jetens egenskaper, sa Parfrey.
Funnene vil også hjelpe forskere til å tolke resultatene fra to bestrebelser, Event Horizon Telescope og GRAVITY, for øyeblikket med sikte på å fotografere skyggen som er kastet på omgivende materiale av det supermassive sorte hullet i hjertet av Melkeveien, sa Parfrey.
