Modelowanie komputerowe wyjaśnia obserwacje czarnych dziur

Galaktyka Messier 87 (M87) znajduje się 55 milionów lat świetlnych od Ziemi w gwiazdozbiorze Panny. Jest to gigantyczna galaktyka z 12 000 gromad kulistych, co sprawia, że ​​200 gromad kulistych Drogi Mlecznej wydaje się skromne w porównaniu. W centrum M87 znajduje się czarna dziura o masie sześciu i pół miliarda mas Słońca. Jest to pierwsza czarna dziura, która ma obraz, stworzona w 2019 roku przez międzynarodową współpracę badawczą Event Horizon Telescope.

Ta czarna dziura M87 uwalnia strumień plazmy zbliżony do prędkości światła, tak zwany dżet relatywistyczny, w skali 6000 lat świetlnych. Ogromna energia potrzebna do zasilania tego dżetu prawdopodobnie wynika z siły grawitacji czarnej dziury, ale jak powstaje taki dżet i co utrzymuje go w stabilności na ogromnej odległości, nie jest jeszcze w pełni zrozumiałe.

M87 wciąga materię wirującą w dysk na mniejsze orbity, aż połknie ją czarna dziura. Dżet jest wystrzeliwany ze środka dysku akrecyjnego otaczającego M87 i Fizycy teoretyczni Na Uniwersytecie Goethego wraz z naukowcami z Europy, Stanów Zjednoczonych i Chin zaprojektowali ten obszar bardzo szczegółowo.

Wykorzystali wysoce wyrafinowane symulacje superkomputerów 3D, które wykorzystywały oszałamiający 1 milion godzin pracy procesora na symulację i musieli jednocześnie rozwiązywać równania ogólnej teorii względności Alberta Einsteina, równania elektromagnetyzmu Jamesa Maxwella i równania dynamiki płynów Leonharda Eulera.

Profesor Luciano Rizzola z Instytutu Fizyki Teoretycznej Uniwersytetu Goethego we Frankfurcie zauważa, że ​​„fakt, że obliczone przez nas obrazy są bardzo zbliżone do notatki astronomiczne Jest to kolejne ważne potwierdzenie, że ogólna teoria względności Einsteina jest najdokładniejszym i najbardziej naturalnym wyjaśnieniem istnienia supermasy. czarne dziury w środku galaktyk. Chociaż wciąż jest miejsce na alternatywne wyjaśnienia, wyniki naszego badania sprawiły, że ten pokój jest znacznie mniejszy”.

Wyniki zostały opublikowane w astronomia naturalna.