Nowe zdjęcia pokazują, jak czarne dziury wytwarzają niewiarygodnie jasne dżety o długości milionów lat świetlnych, które można zobaczyć z ogromnych kosmicznych odległości.
Obrazy zostały uzyskane za pomocą symulacji komputerowych i mogą pomóc w rozwiązaniu tajemnicy powstawania dżetów.
Pomimo nazwy czarne dziury nie zawsze są czarne. Gdy czarna dziura pochłania obiekt, wirujący wokół niej gaz i pył rozgrzewają materiał wokół krawędzi do wysokiej temperatury. W procesie tym powstają podobne do latarni wiązki naładowanych cząstek, które przemieszczają się na zewnątrz z prędkością bliską prędkości światła, emitując promieniowanie jaśniejsze niż galaktyka. „Są jak wiązki laserowe, które przebijają wszechświat i pozwalają nam zobaczyć czarne dziury, których promieniowanie w przeciwnym razie byłoby zbyt słabo do wykrycia”- powiedział astrofizyk Alexander Chekhovskoy z Northwestern University w Evanston w stanie Illinois.
Jednak złożone mechanizmy stojące za tymi dżetami pozostają słabo poznane. Potencjalne zrozumienie problemu wynika z faktu, że materiał wokół czarnej dziury zamienia się w plazmę. Fizycy od dawna podejrzewali, że falujące pola magnetyczne w jakiś sposób oddziałują z zakrzywioną strukturą czasoprzestrzeni wokół wirującej czarnej dziury, powodując pojawianie się dżetów. Używając bardzo szczegółowych modeli komputerowych, Kyle Parfrey z NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt w stanie Maryland i jego koledzy byli w stanie modelować, w jaki sposób naładowane cząstki w pobliżu krawędzi czarnej dziury powodują skręcanie i wirowanie pól magnetycznych. Naukowcy wykorzystali informacje z teorii względności Alberta Einsteina do modelowania par tych cząstek poruszających się po specjalnych orbitach. Te orbity są tak dostrojone, że jeśli jedna z cząstek duetu wpadnie do czarnej dziury,jej partner będzie poruszał się z bardzo dużą prędkością, popychając się energią skradzioną z samej czarnej dziury.
Każdy obiekt, nawet worek gruzu, może zostać zrzucony ze statku kosmicznego na jedną z tych orbit, a to da mu potężny ładunek energii, według Czechowskiego, który nie był zaangażowany w prace. Nowe metody obliczeniowe pomogą naukowcom lepiej badać obszary intensywnego prądu elektrycznego w pobliżu krawędzie czarnej dziury, które mogą być związane z promieniami rentgenowskimi i promieniami gamma widocznymi w dżetach. Następnie zespół chce bardziej realistycznie modelować generowanie par naładowanych cząstek. Pozwoli to astronomom lepiej przewidzieć właściwości dżetów, powiedział Parfrey.
Dane pomogą również naukowcom zinterpretować wyniki dwóch badań, teleskopu Event Horizon i teleskopu GRAVITY, które obecnie fotografują cień rzucany na otaczający materiał przez supermasywną czarną dziurę w centrum Drogi Mlecznej, powiedział Parfrey.