Kara delikten nasıl kaçabiliriz? En son simülasyon, güçlü plazma jetleri için yeni ipuçları ortaya koyuyor!
Kara delikler açgözlü iştahlarıyla bilinir.Karadelikler maddeyi o kadar şiddetli bir hızda yutar ki, bir kez yutulduğunda ışık bile kaçamaz. Bununla birlikte, evrendeki en güçlü görüntülerden birinde, bir kara deliğin dönüşünde kilitli olan enerjiyi nasıl serbest bıraktığı ve plazmayı ışık hızına yakın uzayın ters yönüne nasıl fırlattığı şu anda tam olarak anlaşılamamıştır ve bu jetler Milyonlarca ışıkyılı uzatma. ABD Enerji Bakanlığı Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı (Berkeley Ulusal Laboratuvarı) ve California Üniversitesi, Berkeley'den (UC Berkeley) araştırmacılar tarafından yürütülen yeni simülasyon, plazma jetleri için yeni sürüş mekanizmaları sağlamak için onlarca yıllık eski teorileri birleştiriyor. İçgörü. Plazma jetleri, kara deliğin güçlü yerçekimi alanından enerji çalmalarını ve onu kara deliğin açık ağzından uzaklaştırmalarını sağlar.
Brocade Park-Bilim Popülerleştirme: Bu simülasyonlar, Event Horizon Teleskobunun yüksek çözünürlüklü gözlemleri için faydalı karşılaştırmalar sağlayabilir. Ufuk Teleskobu, kara delik plazma jetinin oluştuğu alanın ilk doğrudan görüntülerini sağlamak için tasarlanmış bir dizidir. Teleskop, Samanyolu'nun merkezindeki kara delik ve diğer süper kütleli kara delikler hakkında ayrıntılı gözlemler yapmamızı sağlayacak. Kyle Parfrey şunları söyledi: Jetler oluşturmak için kara delik dönüşünün enerjisi nasıl çıkarılır? Bu sorun uzun süredir var (Parfrey şu anda Maryland'deki NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nde kıdemli bir araştırmacı. 23 Ocak 2019'da Physical Review Letters'da yayınlanan bir araştırmanın baş yazarı. Çalışma, simülasyon çalışmasını ayrıntılı olarak açıklamaktadır).
- Bu genel görelilik çarpışmasız plazma simülasyonunun görselleştirilmesi, dönen karadeliğin ufku yakınındaki pozitronların yoğunluğunu gösterir ve plazmanın kararsızlığı, yüksek akımların bulunduğu bölgede ada benzeri yapılar oluşturur. Fotoğraf: Kyle Parfrey ve ark./Berkeley Lab
İlk defa, bu simülasyonlar, kara deliğin etrafındaki elektrik akımının manyetik alanı nasıl bir jet akımına çevirdiğini açıklayan teori ile parçacığın kara deliğin geri döndürülemez noktasından (olay seviyesi) nasıl geçtiğini açıklayan teoriyi birleştiriyor.Uzaktan bir gözlemciden, parçacığın negatif enerjiyi nasıl taşıdığı ve azalttığı Kara deliğin genel dönüş enerjisi. Sanki atıştırmalık yemek kaloriyi artırmaktan çok azaltacaktır. Kara delikler aslında bu "negatif enerji" parçacıklarını soluyarak kütle kaybederler. Bilgisayar simülasyonu, plazma jet emisyon sürecine dahil olan tüm karmaşık fiziksel olayları simüle etmek zordur.Bu fenomenler, elektron ve pozitron çiftlerinin oluşumunu, parçacıkların hızlanma mekanizmasını ve jetteki ışık emisyonunu açıklamalıdır. Berkeley Lab, uzun tarihinde plazma simülasyonuna kapsamlı katkılarda bulunmuştur. Plazma, gaza benzer yüklü parçacıkların bir karışımıdır ve evrendeki en yaygın madde hallerinden biridir.
Jet akışını daha iyi simüle etmek için plazma fiziği ve genel görelilik alanındaki uzmanlığı birleştirmek gerekir. Şimdi, araştırmacılar için bu iki şeyi birleştirmenin tam zamanı. NASAnın Mountain View, Californiadaki Ames Araştırma Merkezindeki bir süper hesaplama merkezinde yürütülen bir simülasyon deneyi, çarpışan plazmanın ilki olan ilk modeli sağlayan yeni bir dijital teknolojiyi simüle etti. Model, yüklü parçacıklar arasındaki çarpışma önemli bir rol değil, kara deliklerle ilgili güçlü bir yerçekimi alanında var. Simülasyon doğal olarak, jeti oluşturan bükülen manyetik alanı tanımlayan Blandford-Znajek mekanizması ve negatif enerji parçacıkları bir kara delik tarafından yutulduğunda neler olduğunu tanımlayan başka bir Penrose işlemi olarak adlandırılan bir etki üretir.
Penrose işlemi, kara deliğin dönme enerjisinin çıkarılmasına çok fazla katkıda bulunmamakla birlikte, jetin manyetik alanını bozan akımla doğrudan ilişkili olabilir. Parfrey, araştırma ekibinin simülasyonlarının bazı önceki modellerden daha ayrıntılı olmasına rağmen, yine de gözlemleri yakaladıklarını ve simülasyonları gerçekleştirmek için gerekli hesaplamaları basitleştirmek için bazı şekillerde idealleştirildiklerini belirtti. Araştırma ekibi, jet plazma dağılımını ve radyasyon emisyonunu daha gerçekçi bir şekilde incelemek ve gözlem sonuçlarıyla karşılaştırmak için, jette elektron-pozitron çiftleri oluşturma sürecinin daha iyi bir modelini oluşturmayı amaçlamaktadır. Simülasyonun kapsamının, kara deliğin ufku etrafındaki madde akışını, birikme akışını içerecek şekilde genişletilmesi de planlanıyor. Tüm konuya daha tutarlı bir bakış açısı sağlamayı umuyoruz.
Brocade Park-Bilim Popülerleştirme Araştırma / Gönderen: Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı
Glenn Roberts Jr., Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı
Referans Dergi Literatürü: "Physics Review Letters"
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.122.035101
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
