kozmos.hr
Svemir

Divovska crna rupa galaksije M87 ispaljuje ‘mlazove’ gotovo brzinom svjetlosti

objavljeno

Tim istraživača potvrdio je postojanje snažnog ‘mlaza’ plazme koji izlazi iz crne rupe u galaksiji M87. Nova studija također daje daljnju potporu Einsteinovoj općoj teoriji relativnosti.

Istraživanja udaljenog diva

Prva (i jedina) crna rupa kojoj je ikad snimljena fotografija sa Zemlje izbacuje goleme mlazove plazme koji putuju skoro brzinom svjetlosti, pokazuju novi računalni modeli.

Crna rupa se nalazi 55 milijuna svjetlosnih godina od Zemlje u zviježđu Djevice nalazi se galaksija Messier 87 (M87), u kojoj se nalazi crna rupa 6.5 milijardi puta veća u svojoj jezgri od mase našeg Sunca. Godine 2019., međunarodna istraživačka suradnja pod nazivom Event Horizon Telescope snimila je crnu rupu, prvu sliku te vrste.

Crna rupa u M87 ispušta relativistički mlaz, ili mlaz plazme, prema van brzinom koja je blizu svjetlosti. U novoj studiji, međunarodni tim istraživača prikupio je nove uvide o crnoj rupi i njezinom mlazu modelirajući je s nevjerojatnim detaljima pomoću računala.

Superračunalni ‘test’ teze

Tim je koristio trodimenzionalne simulacije superračunala kako bi modelirao područje crne rupe M87 i njezin akrecijski disk – disk plina, plazme i raznih čestica koji okružuje i hrani crnu rupu. Uzeli su u obzir temperature, gustoću tvari i magnetska polja koja će vjerojatno postojati s ovom crnom rupom na temelju postojećih opažanja.

To je pomoglo istraživačima da naprave računalni model područja crne rupe, koji su koristili za praćenje i proučavanje kretanja fotona, odnosno svjetlosnih čestica, u mlazu crne rupe. Zatim su te podatke praćenja fotona iz računalnog modela preveli u radijske slike i usporedili ih sa stvarnim promatranjima crne rupe.

Otkrili su da se njihov računalni model dobro podudara s podacima iz stvarnog života prikupljenim radioteleskopima i satelitima, dajući uvjerenje da je njihov model prilično točan prikaz područja crne rupe.

„Naš teoretski model elektromagnetske emisije i morfologije mlaza M87 iznenađujuće se dobro poklapa s opažanjima u radio, optičkom i infracrvenom spektru“, rekao je glavni autor studije Alejandro Cruz-Osorio s Instituta za teorijsku fiziku na Sveučilištu Goethe.

Buduća istraživanja

Sada, nakon što su istraživači uspjeli proučavati i promatrati crnu rupu u M87 (posebno zahvaljujući slici stvorenoj 2019.), još uvijek ostaju otvorena pitanja o tome kako nastaje tako snažan relativistički mlaz i kako ostaje stabilan, pucajući na goleme udaljenosti u prostor.

Prema Cruz-Osorio, podatci prikupljeni o mlazu crne rupe iz njihovog računalnog modela daju indikacije kako bi mlaz mogao funkcionirati – „To nam govori da se supermasivna crna rupa M87 vjerojatno jako rotira i da je plazma jako magnetizirana u mlazu, ubrzavajući čestice do razmjera tisuća svjetlosnih godina“, rekao je.

Koautor Luciano Rezzolla, također istraživač na Institutu za teorijsku fiziku na Sveučilištu Goethe, dodao je da osim što unapređuju naše razumijevanje crne rupe M87, radijske slike proizašle iz računalne simulacije također su u skladu s predviđanjima Einsteinove teorije opća teorija relativnosti.

„Činjenica da su slike koje smo izračunali tako bliske astronomskim opažanjima još je jedna važna potvrda da je Einsteinova teorija opće relativnosti najpreciznije i najprirodnije objašnjenje za postojanje supermasivnih crnih rupa u središtu galaksija. Iako još uvijek ima mjesta za alternativna objašnjenja, nalazi naše studije učinili su ovu prostoriju mnogo manjom,“ rekao je Rezzolla.

Otkrivena crna rupa s iskrivljenim akrecijskim diskom

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr

Izvori:

Alejandro Cruz-Osorio et al., „State-of-the-art energetic and morphological modelling of the launching site of the M87 jet,“ Nature Astronomy (2021).

Chalsea Gohd (9. studenoga 2021.), The giant black hole of galaxy M87 shoots jets at nearly light speed, space.com (pristup 10. studenoga 2021.)

Ja sam Filip Šimunjak, student sam završne godine studija ranonovovjekovnog povijesti na Filozofskom fakultetu u Zagrebu. U slobodno vrijeme volim čitati i pisati. Svemir, astronomija i astrofizika fasciniraju me od mladosti.