Neskladni plinski diskovi mogli bi biti "hranjeni" Crnim rupama

Britanski znanstvenici napravili su prvo promatranje plina kako pada u crnu rupu pri 30% brzine svjetlosti, nudeći teoriju da pogrešni poravnani plinovi oko crnih rupa mogu uzrokovati da materijal padne izravno u prostor-vrijeme. U tom se procesu oslobađaju ogromne količine energije.

Umjetnikov dojam crne rupe okružen tradicionalno obloženim diskom za obradu

Tim, koji predvodi profesor Ken Pounds sa Sveučilišta u Leicesteru, upotrijebio je podatke dobivene rendgenskim opservatorijom XMM-Newton Europske svemirske agencije za promatranje crne rupe u središtu galaksije PG211 + 143. Rezultati se pojavljuju u najnovijem izdanju znanstvenog časopisa Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

"Galaksija koju smo promatrali pomoću XMM-Newtona ima crnu rupu od 40 milijuna solarnih masa koja je vrlo svijetla i očito je dobro nahranjena", rekao je profesor Pounds "Doista prije nekih 15 godina otkrili smo snažan vjetar koji pokazuje da se rupa pretjerano hrani , Dok se takvi vjetrovi sada nalaze u mnogim aktivnim galaksijama, PG1211 + 143 sada je dao još jedan "prvi", s detekcijom materije koja se uranja direktno u samu rupu. "

"Uspjeli smo pratiti nakupinu materije veličine Zemlje otprilike jedan dan, dok se povlačila prema crnoj rupi, ubrzavajući do trećine brzine svjetlosti prije nego što ju je rupa progutala." Pound je nastavio.

Umjetnikov dojam XMM Newton X-ray teleskopa (ESA)

Otkrića su od posebnog interesa jer je gutanje materije crnim rupama akumulacijom najučinkovitija metoda vađenja energije iz materije. Na primjer, uspoređivanje dodataka na crnoj rupi s najčešćim oblikom reakcije nuklearne fuzije u svemiru, izgaranjem vodika. Otkrivamo da izgaranje vodika oslobađa oko 0,7% energije zaključane u materiji koja je uključena. To se uspoređuje s efikasnošću usitnjavanja od oko 50% za određene ne rotacijske (Kerr) crne rupe. Ta se energija oslobađa kao toplina i svjetlost.

Uobičajeno je mišljenje da središte svih galaksija, uključujući i našu, sadrži supermasiranu crnu rupu u njenom središtu. Energetska učinkovitost postupka akumulacije znači da su ti objekti koji se nazivaju aktivnim galaktičkim jezgrama (AGN) ili kvazarima najsvjetliji objekti u svemiru ako postoji dovoljno tvari koja ih okružuje da bi se potrošili.

Neskladni disk oko supermasivne crne rupe (Pounds, Nixon i dr.)

Zbog kompaktnosti crnih rupa i zakona očuvanja zamaha, ovaj se plin obično kreće prebrzo da bi mogao upasti izravno u crnu rupu, umjesto toga, formirajući akrecijski disk oko objekta. Snažne sile trenja unutar plina, produkt ogromnog gravitacijskog učinka crne rupe, stvaraju dovoljno silovito okruženje za postizanje tako učinkovitog oslobađanja energije.

Ovi nalazi pokazuju da postoje slučajevi u kojima plin i druga materija mogu pasti izravno u crnu rupu.

Uobičajeno je pretpostaviti da su ti nakupni diskovi usklađeni s ravninom rotacije crne rupe. Ovaj novi nalaz osvjetljava kakav učinak može imati neusklađeni disk za usitnjavanje, posebno na brzinu kojom materija padne na površinu crne rupe.

Profesor Pound i njegov tim pregledali su rendgenski spektar galaksije PG211 + 143, galaksiju Seyfert koja se nalazi milijardu svjetlosnih godina u smjeru zviježđa Coma Berenices uzeta iz opservatorija XMM-Newton.

Istraživači su otkrili da su spektri snažno crveni pomaknuti, pokazujući da pada u crnu rupu otprilike 30% brzine svjetlosti, oko 100.000 kilometara u sekundi. Otkriveno je da se plin dovodi gotovo izravno u crnu rupu, vjerojatno zbog neposredne blizine njegovog horizonta događaja - točke u kojoj ništa, uključujući svjetlost, ne može izbjeći crnu rupu.

Ovo opažanje daje vjerodostojnost teorijskim dostignućima koja također potječu od Sveučilišta u Leicesteru postignuta upotrebom superračunarskog uređaja Dirac za simulaciju „kidanja“ neusklađenih sustava prikupljanja. Ovo je istraživanje pokazalo da se prstenovi plina mogu raspasti i sudariti jedan s drugim što uzrokuje udarce i na taj način poništava njihovu rotaciju, a to je ono što im omogućuje da padnu izravno u crnu rupu.

Istraživanje također implicira da je "kaotična akceracija" s nerazvrstanih diskova može biti uobičajena za supermasivne crne rupe. Ovo može objasniti zašto su crne rupe nastale u ranom Svemiru narasle do tako neobično velikih veličina. Crne rupe koje na taj način prihvaćaju materiju bi se sporije vrtile i bile u stanju prihvatiti više plina i rasti svoje mase brže nego što se ranije vjerovalo.

Izvorno istraživanje dostupno je ovdje.

komentari

Izvorno objavljeno na sciscomedia.co.uk 23. rujna 2018.