Astronomiya

Akkretasiya edən qara dəlik maqnit sahələrini necə əldə edir?

Akkretasiya edən qara dəlik maqnit sahələrini necə əldə edir?

Bu saytda həqiqətən oxşar bir sual var: Maqnetizm qara dəlikdən qaça bilərmi?, Lakin cavablar əsas narahatlığım olan yığılma üzərində dayanmır, buna görə yenisinə başlayıram.

Kip Thorne kitabında Qara Deliklər və Zaman Çözgüləri: Einşteynin Dəhşətli MirasıFəsil 9-da kvazarın (və ya radio qalaktikasının) mərkəzi qara dəliyinin yığılma yolu ilə maqnit sahəsini necə əldə etdiyini təsvir edən bir bənd var:

Bu maqnit sahə xətləri haradan gəlir? Diskin özündən. Kainatdakı bütün qazlar heç olmasa bir az maqnitlənmişdir və [yığma] diskinin qazı istisna deyil. Diskin qazı az-az deşikə yığıldıqca maqnit sahə xəttlərini də özü ilə aparır. Çuxura yaxınlaşdıqda, hər bir az qaz maqnit sahə xətləri boyunca və üfüqdə sürüşərək sahə xətlərini geridə qoyaraq üfüqdən çıxaraq yivlədi [...]. Ətrafdakı disklə möhkəm bir şəkildə məhdudlaşan bu dişli sahə xətləri daha sonra Blandford-Znajek prosesi ilə çuxurun fırlanma enerjisini çıxarmalıdır.

Təəssüf ki, bu təsvir mənə aydın görünmür (hərçənd Thorne ümumiyyətlə kitab boyu hər şeyi izah etməkdə mükəmməldir). Konkret olaraq, qazın maqnit sahəsini hadisələrin üfüqü boyunca "aşağı sürüşdüyünü", eyni zamanda maqnit sahəsini üfüqdən "yapışdığını" göstərən bir şəkil ala bilmirəm. Və burada Thorne, daha çox araşdırma üçün heç bir orijinal araşdırma sənədinə işarə etmədi.

Beləliklə, suallarım bunlardır:

(1) İndiki astronomlar yenə də disk yığılmasının supermassive qara dəliklərin maqnit sahəsi əldə etməsinin əsas prosesi olduğuna inanırlar?

(2) Əgər (1) cavabı "hə" dirsə, o zaman Tornun abzasında çatdırmağa çalışdığı şəkli (belə bir şəkil varsa) necə qura bilərəm?

(3) Bu problemi bir az təfərrüatlı həll edən hər hansı bir tədqiqat işi varmı?

Hər hansı bir yardım qiymətləndirilir!


Əvvəlcə (2) və (3) müraciət:

Belə bir vəziyyətdə ən yaxşı seçiminiz birbaşa mənbəyə getməkdir. Bu vəziyyətdə, təklif olunan mexanizmin yaradıcıları Blandford & Znajek (1977) olacaqdır. müxtəlif maqnit sahələrindən asılı olaraq müxtəlif maqnitosfer quruluşlarına dair bir neçə rəqəmə sahibdirlər. Bununla birlikdə, ən vacibi ümumi hal olan Şəkil 1-dir:

$ D $ yığılma diskini, $ T $ isə maddənin sürətlə radikal olaraq qara dəliyə doğru hərəkət etdiyi keçid zonasıdır. Xəttlər yüklü hissəciklər olan maqnit sahə xəttlərini təmsil edir. Elektronlar (e-) hər sahə xəttindəki orta oxlar istiqamətində səyahət etmək; pozitronlar (e+) digər istiqamətdə səyahət edin. Sahə xətləri disk sahəsində qara dəliyə yaxınlaşaraq daha güclü maqnit sahəsini göstərir.

Prosesi yaxşı bir şəkildə nəzərdən keçirmək istəyirsinizsə, baxılması lazım olan sənəd budur. Dedi ki, asan oxunmaqdan uzaqdır.

(1) məsələsinə gəlincə, mən astronom deyiləm və astronomlar arasındakı əsas fikrin nə olduğunu söyləmək üçün həqiqətən ixtisaslı deyiləm. Lakin, bildiyim qədər Blandford-Znajek prosesi hal-hazırda əksər qara dəliklərin yaxınlığında (ulduz kütləsi qara dəliklər daxilində) müşahidə olunan maqnit sahələrinin yaradılması üçün güclü bir imkan kimi qəbul edilir.


Qara dəlik təyyarələri, necə işləyirlər? Maqnit!

Bəzi kütləvi qalaktikaların mərkəzlərində superkütləvi qara dəliklər kvazar adlanan inanılmaz parlaq cisimlərə güc verir. Qara dəliklər maddəni o qədər tez yırğalayırlar ki, bükülən maddə sürtünmədən isinir və işıq saçır. Bu toplama maddəsi diski öz-özlüyündə inanılmaz dərəcədə parlaq olsa da, qara dəliyin başqa bir işıq mənbəyi var: qara dəliyin qütblərindən reaktivlər püskürür və işıq hissəsinə yaxınlaşan sürətlərdə hissəciklər vurur. Bu təyyarələr inanılmaz dərəcədə parlaqdır - bəlkə də yığılma diskindən daha parlaqdır.

Jetlərin nəyə səbəb olduğu dəqiq bilinmir. Qara dəliyin spin və kütləsinin hissəcikləri sürətləndirmək üçün qara dəliyin yaxınlığındakı maqnit sahəsi ilə qarşılıqlı əlaqədə olduğu düşünülür. Bəzi dəlillər bu modeli dəstəkləsə də, əsasən alimlərin yığma disklərinin nə qədər parlaq olduğuna dair tam bir məlumata sahib olmadıqları üçün test etmək çətindi. Ancaq blazarlar (Yerə tərəf yönəlmiş reaktivli kvazarlar) nümunəsinin yeni bir araşdırması, təyyarələrin gücü ilə yığılma diskinin parlaqlığı arasında açıq bir əlaqəni göstərir. Bu, maqnit sahəsinin təyyarələrin istehsalında bir amil olduğunu göstərir.

Tədqiqatçılar, Fermi rəsədxanasının əldə etdiyi məlumatlardan istifadə edərək 217 blazeri araşdıraraq, təyyarələrin gücü ilə yığılma diski arasında bir əlaqə yaratdı. Blazarlar faydalıdır, çünki bir blazarla həm toplama diskindən, həm də jetdən birbaşa işıq alırıq, çünki ikincisi bizə tərəf yönəldilir. Hansı olduğunu deyə bilərik, çünki təyyarədən gələn işıq daha çox qamma şüaları şəklindədir, yığılma diski daha geniş bir emissiya spektri istehsal edir.

Belə çıxır ki, jetlərin parlaqlığı diskin parlaqlığına qarşı tərtib edildikdə, jetin disk parıltısından daha çox gücə sahib olduğu aydın, düz xəttli bir əlaqə var.

Bu, nəzəri proqnozlarla uyğundur. Diskin parlaqlığı, qara dəliyin disk materialını istifadə etmə sürəti ilə idarə olunur - nə qədər çox maddə varsa, o qədər sürətli düşür, daha isti olur və daha çox işıq çıxarır. Diskdə mövcud maddə miqdarı ilə tərəzi göstərən bir maqnit sahəsi olduğu üçün diskdəki artan maddə miqdarı jetin gücünü artırır - yığılma diski həqiqətən reaktivlərə maqnetik təsir göstərir.

Nəticələr, jetlərin inanılmaz dərəcədə səmərəli olduğunu da göstərir. "Jetləri işə salan və sürətləndirən proses son dərəcə səmərəli olmalıdır" deyə müəlliflər məqalələrində yazırlar. "Və qara dəlik yaxınlığından sonsuzluğa enerjinin nəqlinin ən təsirli yolu ola bilər."

Əlbətdə ki, bu iş təyyarələrin arxasındakı tam mexanizmi anlamaq üçün lazımlı gələcək işləri çox qoyaraq çox xüsusi bir növü əhatə edir.

"Mənbə nümunəmiz, ehtimal ki, ən güclü jetlərə sahib olan və beləliklə də ən sürətli fırlanan deliklərə sahib olan işıqlı [qamma] ray mənbələrinin inşasından ibarətdir" yazırlar. "Daha az işıqlı qaynaq mənbələrini araşdırmaq, jet gücünün qara dəlik spinindən mümkün asılılığını və reaktivin mövcud olması üçün minimum fırlanma dəyərinin mümkünlüyünü öyrənmək maraqlı olacaq."

Bu da, öz növbəsində, təyyarələrin niyə ilk növbədə meydana gəldiyinə bir az işıq sala bilər.


Təəccüblü dərəcədə güclü maqnit sahələri qara dəliklərin çəkilməsinə uyğun gələ bilər: Uzun müddət baxımsız qalan maqnit sahələrinin gözlənilməz bir iştirakı var

Gökadalar mərkəzlərində supermassive qara dəliklər üzərində aparılan yeni bir araşdırma, maqnetik sahələrin sistemlərin dinamikasında təsir edici bir rol oynadığını tapdı. ABŞ Enerji Nazirliyinin Lawrence Berkeley Milli Laboratoriyası (Berkeley Laboratoriyası) və Max Planck İnstitutundan bir qrup elm adamı deyir ki, əslində araşdırılan onlarla qara dəlikdə maqnit sahə gücü qara dəliklərin güclü cazibə qüvvəsi ilə yaranan qüvvəyə uyğun gəldi. Almaniyanın Bonn şəhərindəki Radio Astronomiya (MPIfR) üçün. Tapıntılar bu həftəki sayında dərc edilmişdir Təbiət.

"Bu sənəd ilk dəfə sistematik olaraq qara dəliklərin yaxınlığındakı maqnit sahələrinin gücünü ölçür" dedi Berkeley Laboratoriyası tədqiqatçısı, mövcud məlumat modelləri kontekstində şərh edilməsinə kömək edən Alexander Tchexhovskoy. "Bu vacibdir, çünki heç bir fikrimiz yox idi və indi yalnız bir deyil, ikisi deyil, 76 qara dəlikdən əldə etdiyimiz dəlillər var."

Bundan əvvəl, Berkeley Kaliforniya Universitetinin doktoranturasında çalışan Tchexhovskoy, maqnit sahələrini əhatə edən qara dəliklərin hesablama modellərini inkişaf etdirmişdi. Modelləri, qara dəliyin cazibə qüvvəsi qədər güclü bir maqnit sahəsini saxlaya biləcəyini irəli sürdü, lakin bu proqnozu təsdiqləyən hələ müşahidə sübutu yox idi. İki qüvvə tarazlaşdıqda, maqnit sahəsinin üstündə tutulmuş bir qaz buludu cazibə qüvvəsindən çəkinəcək və yerində qalxacaqdı.

Maqnetik sahə gücü, super-kütləvi qara dəliklərdən uzaqlaşan qaz təyyarələrinin dəlilləri ilə təsdiqləndi. Maqnetik sahələrdən əmələ gələn bu təyyarələr bir radio emissiyası yaradır. MPIfR-də iş görən tədqiqatın aparıcı müəllifi Məhəmməd Zamaninasab, "Qara dəliklərin təyyarələrindən gələn radio emissiyanın, qara tutma yerinin yaxınlığındakı maqnit sahəsinin gücünü ölçmək üçün istifadə edilə biləcəyini anladıq" dedi.

Digər tədqiqat qrupları əvvəllər ABŞ-da geniş bir radio teleskop şəbəkəsi olan Çox Uzun Başlanğıc Arrayından istifadə edərək "radio-yüksək" qalaktikalardan radio-emissiya məlumatları toplamışdılar. Tədqiqatçılar əvvəlcədən mövcud olan bu məlumatları müxtəlif dalğa boylarında radio-emissiya xəritələri yaratmaq üçün təhlil etdilər. Fərqli xəritələr arasındakı jet xüsusiyyətlərindəki dəyişikliklər, qara dəlik yaxınlığında sahə gücünü hesablamağa imkan verir.

Nəticələrə əsasən, qrup yalnız ölçülmüş maqnit sahələrinin bir qara dəliyin cazibəsi qədər güclü ola biləcəyini deyil, eyni zamanda gücü xəstəxanalarda tapılan MRI aparatlarının içərisindəki istehsal ilə müqayisə edilə biləcəyini - sahədən təxminən 10.000 dəfə çox olduğunu söylədi. Yerin özü.

Çexovskoy, yeni nəticələrin nəzəriyyəçilərin qara dəlik davranışlarını başa düşmələrini yenidən qiymətləndirmələri lazım olduğunu bildirir. "Maqnetik sahələr qazın qara dəliklərə necə düşdüyünü və müşahidə etdiyimiz qazın necə çıxdığını kəskin şəkildə dəyişdirəcək qədər güclüdür, ümumiyyətlə güman edildiyindən daha güclüdür" deyir. "Geri qayıtmalı və modellərimizə bir daha baxmalıyıq."


Supermassive qara dəliklərdən gələn güclü radio reaktivlərindəki maqnit sahələri

Pictoris A. qalaktikasından alınan rentgen reaktivləri. Greyscale şəkli Chandra X-ray Rəsədxanası tərəfindən çəkilmiş və təxminən bir milyon işıq ili uzanan təyyarələrin ətraflı rentgen quruluşunu ortaya qoymuşdur. Qırmızı konturlar radio emissiyasını göstərir. Bu və digər məlumatları analiz edən astronomlar, rentgen emissiyasının maqnit sahələrində sürətlə hərəkət edən yüklü hissəciklər tərəfindən meydana gəldiyi qənaətinə gəldilər. Təsvir krediti: NASA / Chandra, Hardcastle et al. Qalaktikaların mərkəzlərindəki supermassive qara dəliklər, yaxınlıqdakı maddə qara dəliyin ətrafında isti, yığılmış bir disk meydana gətirdiyi zaman böyük bipolyar təyyarələrə səbəb ola bilər. Təyyarələrdəki sürətlə hərəkət edən yüklənmiş hissəciklər maqnit sahələri tərəfindən əyildikləri zaman şüalanır, bu təyyarələr bir neçə on il əvvəl radio dalğa boylarında aşkar edilmişdir. Ən dramatik hallarda, enerjili hissəciklər işığın sürətinə yaxın sürətlərdə hərəkət edir və qalaktikanın görünən sərhədlərini aşaraq yüz minlərlə işıq ili boyunca uzanır. Bu təyyarələri idarə edən və onların şüalanmasına səbəb olan fiziki proseslər müasir astrofizikanın ən vacib problemlərindəndir.

Chandra X-ray Rəsədxanasının ən əhəmiyyətli və gözlənilməz kəşflərindən biri də parlaq rentgen şüalarının bu təyyarələr tərəfindən yayılması idi. X-şüaları, ən azı bəzi modellərə görə yüklü hissəciklərin sürətlənməsi ilə də istehsal olunur, lakin digər mümkün mexanizmlər də var. Sürətli hərəkət edən hissəciklər fon işığını yayaraq rentgen zolağına gücləndirə bilər. Alternativ olaraq, zərbələr ya təyyarələrin ulduz küləkləri və ulduzlararası mühitlə qarşılıqlı əlaqəsi olduğu kimi, ya da jet daxilində, jet dəyişkənliyi, qeyri-sabitlik, təlatüm və ya digər nəticələr olaraq rentgen emissiyası yarada bilər. hadisələr.

CfA astronomu Aneta Siemiginowska və həmkarları, çox dərin Chandra ölçmələrindən istifadə edərək on dörd ildə yayılmış dörd gündən çox müddət ərzində istifadə edilmiş müşahidələrdə istifadə olunan təqribən 500 milyon işıq ili uzaqlıqdakı parlaq radio jet qalaktikası Pictoris A-nı araşdırdılar. dövr. Bu məlumatlar bütün təyyarələr boyunca emissiyanın spektral xarakterinin ilk ətraflı təhlilini təmin etdi.

Emissiya hər yerdə olduqca vahiddir, səpələnmənin məsuliyyət daşıması ehtimalı olduqca az olan, ancaq maqnit sahə prosesinin təbii nəticəsidir. Bu səbəbdən elm adamları, dağılan modeli sonuncunun lehinə rədd edirlər. Bununla birlikdə, jetlərin içərisində bir çox kiçik yığın, daxili quruluş və lob var. Şoklar və / və ya səpələnmə bu strukturların bir hissəsindəki tullantıların mümkün izahıdır.

Bu yeni nəticələr Pictoris A anlayışımızdakı bəzi dramatik inkişafları təmsil etsə də, modelləri dəqiqləşdirmək və genişləndirmək üçün oxşar təyyarələrin böyük bir nümunəsinin yüksək dəqiqlikli radio ölçmələrinə ehtiyac var. Məsələn, irihəcmli rentgen reaktivləri çox uzaq kvazarlarda da aşkar edilmişdir. Pictoris A-dan alınan nəticələr, gələcək Chandra müşahidələri ilə birlikdə astronomlara bu uzaq təyyarələrin də eyni proseslərə nə dərəcədə güvəndiyini və ya başqalarına müraciət etdiklərini təyin etməyə kömək edəcəkdir.


Tez sual. Fotonlar elektromaqnit qüvvələrə vasitəçilik edirsə və bütün fotonlar bir BH içində sıxılırsa, maqnit sahəsi qara dəliyin özü tərəfindən necə yaranır?

Müşahidəçilər heç vaxt maddənin EH-nin üstünə düşdüyünü görmürlər, buna görə də yığılma maddəsinin təmiz yükü qalıcı sahəni əmələ gətirirmi?

& Quotno saç & quot; ehtimal düzgündürsə, BH əhəmiyyətli bir daxili maqnit sahəsinə sahib ola bilməz, çünki maqnit sahəsi sırf açısal impuls və ümumi yüklə təyin olunur (bunun çox kiçik olacağı gözlənilir, əks halda özünü seçərək təsirsiz hala gətirəcəkdir) əks yükün hissəciklərini cəlb etmək). Sahə, qara dəlik yıxıldıqda və daha sonra mövcud olduqda effektiv şəkildə yaradılır.

Bunun əksinə olaraq, neytron ulduzu və ya buna bənzərləri, neytral maddə içərisində dolaşan cərəyanlar və daxili maqnit anlar tərəfindən effektiv şəkildə yaradılan bir çox böyüklük səviyyəsində bir maqnit sahəsinə sahib ola bilər, lakin belə bir cərəyan qara dəlik içərisindən keçə bilməz.

Bir neytron ulduzunun qara bir çuxura çökməsi halında əvvəlki maqnit sahəsindəki & quotfosilləşmiş & quot qalıqlarının hadisə üfüqünə yaxın vəziyyətdə qala biləcəyi nəzəriyyələri var. Bu, kvarsın mərkəzi gövdəsində, xüsusən Q0957 + 561-də güclü bir daxili maqnit anı təklif edən müşahidələr üçün bir açıqlama verə bilər. Bu fikirdə bir dəyişiklik mübahisəli & quotMECO & quot (Magnetospheric Eternally Collapsing Object) nəzəriyyəsidir ki, bu da obyektin radiasiya təzyiqi səbəbindən əslində dağılmadığını, buna görə də & quotno saç & quot qaydasına tabe olmadığını göstərir.

Physicsforums Holesarecool-a xoş gəlmisiniz - və ən yaxşı ilk sual!

Artıq bir neçə yaxşı cavab aldınız, amma bir şey əlavə etmək istədim:

Astrofizik məqsədlər üçün (yəni həqiqi qara dəliklər) onların 'daxili' maqnit sahələri (dağılandan sonra 'donmuş' qalanlar) tamamilə əhəmiyyətsizdir. Hal-hazırda sistemləri səciyyələndirən görünən (bəzən) böyük maqnit sahələri tamamilə qara dəlik ətrafındakı materiala, yəni qazlaşan qaz plazmasına bağlıdır. Qara dəlik materialı yığdıqda, material normal ulduzlararası maqnit sahəsini özü ilə üfüqdə sürükləyə bilər. Ayrıca, bir yığma diski varsa, sahələri əhəmiyyətli dərəcədə yarada və gücləndirə biləcək proseslər ola biləcəyini düşünürük.

Təyyarələr haqqında az bildiyimiz şeylər həqiqətən olduqca təəccüblüdür. 'Poynting' (yəni maqnit sahəsi) və ya 'Baryon' (yəni elektron-proton və ya elektron-pozitron plazması) üstünlük təşkil etdiklərini bilmirik. Hər iki halda da çoxlu maqnit sahəsinə ehtiyacınız var. Sahə xətlərinin rekombinasiyası ümumi axınların və ya bəlkə də qanad kimi keçici təyyarələrin sürülməsinə kömək edə bilər, lakin sabit reaktivlər üçün çətin ki (düşünürəm). Anladığım budur ki, ən yaxşı rekombinasiya ssenarisi sahə xətlərinin yüksək spinli kerr qara dəlik tərəfindən tamamilə bükülməsi və şiddətli bir axıdma ilə birlikdə bir növ açılışın olmasıdır.

Digər əsas fikirlərdən biri, yığılma diskindəki dinamo prosesləri ilə poloidal maqnit sahəsini gücləndirməkdir, güclü poloidal sahə, yığılma axını ilə birləşərək güclü bir jeti qarışdırmaq üçün kifayət ola bilər.

Reaktivlərin hər hansı bir dövrü olub olmadığını bilirikmi? BH-nin yükü və dönməsi səbəbindən təyyarələrin radial yük paylanması içərisində bir dinamo prosesi qara dəliyin hər iki tərəfində rekombinasiya proseslərinə səbəb ola bilər.

Yoxsa qara dəliyin sahəsi daha birbaşa məsuliyyət daşıyır?

Çox yaxşı və maraqlı bir kağızdır, amma qara dəliklərlə əlaqəli olduğunu düşünmürəm.

Bu kağızın və digər qaranlıq maddənin / qaranlıq enerji sənədlərinin etdikləri bir şey, fizikanı qısa məsafələrdə tam olaraq eyni fizikanı əldə etməyiniz üçün qurmasıdır. Bu qəsdəndir. Qısa məsafələrdə fizika eyni olsaydı (yəni Günəş sistemindən daha az bir şey), qəribə bir şey görərdik. Bu kağız, böyük ölçüdə fərqli (yəni qalaktik məsafələrdə) bir EM sahəsi yaradır, lakin adi məsafələrdə adi EM ilə eynidir.

Başqa bir şey budur ki, bu kağız (əksər digər sənədlər kimi) erkən kainatla qəribə bir şeyin olmadığını düşünür. Qaranlıq enerji ilə əlaqəli bir vacib şey bunun & quotbang bang & quot təsiri olmamasıdır. Böyük partlama qaranlıq enerji olmadan yaxşı görünür. Qaranlıq enerjini yalnız son milyardda görürsən. Qaranlıq enerji nəzəriyyələri ilə izah etməli olduğunuz bir şey, böyük partlayışda niyə görünməməsidir.

1) bir çox nəzəriyyəçi sənədlərindən fərqli olaraq, ən azı müşahidə haqqında düşünürlər. Hər hansı bir qəribə nəzəriyyəçi kağızı oxumağa ilk reaksiya bunun QMİ müşahidələrini necə təsir etdiyidir və bunlardan bəhs edirlər.
2) orijinaldır. Tünd enerjini & quotweird cazibə ilə izah etməyə çalışan onlarla sənəd gördüm; ancaq bu & quotweird EM ilə izah etməyə çalışdığım ilk sənəddir. & Quot;

Yığma diskləri və çökmüş obyektləri mənim üçün daha maraqlı edən bir şey, istədiyiniz bir şeyi düzəldə bilməməyinizdir. Erkən kainatda asanlıqla yeni bir sahə və ya yeni bir hissə icad edə bilərsiniz, əksinə, yığma diskləri ilə şeyləri izah edə bilərsiniz.

İnsanları təəccübləndirən başqa bir şey, yığma disklərinin qara dəliklərdən bir az daha mürəkkəb olmasıdır. Tək qara dəliklər olduqca sadə obyektlərdir. Qara dəliyin rəngi nədir? Qara. Bir şeyi qara dəliyə atanda nə olur? Bu əmilir və çıxmır. Qara dəliyin içində nə var? Heç vaxt içini görmədiyim üçün bunun heç bir əhəmiyyəti yoxdur, ona görə də yalnız jellybeansdır. Bu cavab digərləri qədər yaxşıdır.

Yığma diskinin rəngi nədir? Uhhhh. Bir yığma diskinə bir şey atanda nə olur? Errrrrrr. Bir yığma diskinin içində nə var? Ehhhhh


Qara dəliklərin maqnetizmi təəccüblü bir şəkildə cəlbedicidir

Qara dəlik nümunəsi. Kredit: Michael McAleer / UF News

Qara dəliklər əzələləri ilə məşhurdur: bütün ulduzları sarsıtdığı və maddə axınlarını az qala işıq sürətində kosmosa atdığı bilinən sıx bir cazibə qüvvəsi.

Belə çıxır ki, gerçəklik səs-küyə uyğun olmaya bilər.

Bu gün jurnalda dərc olunan bir məqalədə Elm, Florida Universiteti alimləri, kainatın toxumasında olan bu göz yaşlarının maqnit sahələrinin əvvəllər düşünüləndən daha zəif olduğunu aşkar etdilər.

V404 Cygni adlı Yerdən 8000 işıq ili boyunca 40 mil genişlikdə bir qara dəlik, kainatdakı ən dərin cazibə quyularını əhatə edən maqnit sahəsinin ilk dəqiq ölçülərini verdi. Tədqiqat müəllifləri qara dəlik ətrafındakı maqnit enerjisinin əvvəlki xam təxminlərdən təxminən 400 dəfə aşağı olduğunu tapdılar.

Ölçmələr alimləri qara dəliklərin maqnetikliyinin necə işlədiyini anlamağa yaxınlaşdırır, maddənin ən həddindən artıq şəraitdə necə davrandığına dair biliklərimizi dərinləşdirir - nüvə qaynaşma gücü və GPS sistemlərinin hüdudlarını genişləndirə biləcək məlumat.

Ölçmələr, eyni zamanda, elm adamlarına təxminən işıq sürətində hərəkət edən hissəciklərin "təyyarələrinin" qara dəliklərin maqnit sahələrindən necə atıldığını, qalan hər şeyin uçuruma hopduğunun yarım əsrlik sirrini həll etməyə kömək edəcəklərini söylədi. müəllif Stephen Eikenberry, UF Liberal İncəsənət və Elmlər Kollecində astronomiya professoru.

"Sual budur ki, bunu necə edirsən?" Eikenberry dedi. "Təəccüblü dərəcədə aşağı ölçmələrimiz, daha əvvəl güclü maqnit sahələrini jet axınlarını sürətləndirən və idarə edən odaklı nəzəri modellər üzərində yeni məhdudiyyətlər tətbiq edəcək. Bunu gözləmirdik, buna görə bildiyimizi düşündüyümüzün çox hissəsini dəyişir."

Tədqiqat müəllifləri, ölçmələri 2015-ci ildə qara dəliyin nadir reaktiv partlayışı zamanı toplanan məlumatlardan inkişaf etdirmişlər. Tədbir, UF-in ortaq olduğu və İspaniyanın Kanar adalarında yerləşən, dünyanın ən böyük teleskopu olan 34 metrlik Gran Telescopio Canarias-ın lens aynası vasitəsilə CIRCE (Canarias InfraRed Camera) adlı UF daxili infraqırmızı kameranın köməyi ilə müşahidə edildi. Təcrübə).

Tədqiqat zamanı müşahidə edildiyi kimi kiçik jet istehsal edən qara dəliklər, qalaktikaların qaya ulduzlarıdır. UF-nin astronomiya şöbəsinin doktorantları, tədqiqatın aparıcı müəllifi Yigit Dəlilər və həmmüəllif Alan Garner bildiriblər ki, onların partlayışları qəfildən baş verir və qısa müddətli olur. 2015-ci ildə V404 Cygni partlayışları yalnız bir neçə həftə davam etdi. Əvvəlki dəfə eyni qara dəliyin oxşar epizodu 1989-cu ildə olmuşdu.

"Bunu müşahidə etmək karyerasında bir-iki dəfə baş verən bir şey idi" dedi Dəlilər. "Bu kəşf bizi kainatın necə işlədiyini anlamağa bir addım daha yaxınlaşdırır."


Həddindən artıq qara dəliklərdə daranmaq mümkün olan saçlar var

Rəssamın bir toplama diski vasitəsi ilə maddəni artıran və bir jet buraxan fırlanan qara dəlik anlayışı. Kredit: NASA / JPL-Caltech

Qara dəliklər kainatın ən sirli cisimlərindən hesab olunur. Onların hiyləgərliklərinin bir hissəsi, həqiqətən, Einşteynin ümumi nisbi nisbət tənliklərinin ən sadə həllərindən biri olduqlarından irəli gəlir. Əslində qara dəliklər yalnız üç fiziki kəmiyyət ilə tam xarakterizə edilə bilər: kütlələri, fırlanma və yükləmə. Onları ayırmaq üçün əlavə "tüklü" atributları olmadığı üçün qara dəliklərin "tükləri yoxdur" deyilir - eyni kütlə, fırlanma və yükə sahib qara dəliklər bir-birinə tamamilə uyğundur.

Theiss Research-dən Dr. Lior Burko, Massachusetts Dartmouth Universiteti və Rhode Island Universitetinin professoru Gaurav Khanna ilə əməkdaşlıq edərək keçmiş tələbəsi Dr. Subir Sabharwal ilə birlikdə xüsusi bir qara dəliyin qara dəlik unikallığını pozduğunu kəşf etdi. "saç yoxdur" teoremi. Konkret olaraq qrup ekstremal qara dəlikləri - daşıyacaqları maksimum yük və ya fırlanma ilə "doymuş" delikləri araşdırdı. Qara dəlik üfüqündə uzanmış bir müşahidəçi tərəfindən qorunan və ölçülə bilən bir fəza əyriliyindən qurula bilən bir kəmiyyət olduğunu tapdılar. Bu kəmiyyət yalnız üç klassik atributdan deyil, qara dəliyin necə meydana gəldiyindən asılı olduğundan, qara dəliyin bənzərsizliyini pozur.

Bu miqdar "cazibə saçını" təşkil edir və LIGO və LISA kimi son və yaxın gələcək cazibə dalğa rəsədxanaları tərəfindən potensial olaraq ölçülə bilər. Bu yeni saçın quruluşu, Angelopoulos, Aretakis və Gajic tərəfindən skalar sahə və sferik qara dəliklərdən istifadə edilərək daha sadə bir "oyuncaq" modeli kontekstində tapılan oxşar bir miqdarın inkişafını izləyir və fırlanan cazibə narahatlıqlarına qədər uzanır. olanlar.

"Bu yeni nəticə təəccüblüdür" dedi Burko, "çünki qara dəlik bənzərsizliyi teoremləri yaxşı qurulmuşdur və xüsusilə həddindən artıq qara dəliklərə qədər uzanmışdır. Nə qədər olduğunu izah etmək üçün kifayətlənməyən teoremlərin bir fərziyyəsi olmalıdır. teoremlər bu vəziyyətdə tətbiq edilmir. " Həqiqətən də, qrup Aretakisin əvvəlki işini izlədi və müəyyənləşdirdi ki, həddindən artıq qara dəliklərin xarici narahatlıqları, adi qara dəliklər üçün olduğu kimi çürüysə də, hadisə üfüqü boyunca müəyyən narahatlıq sahələri sonsuza qədər inkişaf edir. "Özünəməxsusluq teoremləri zaman müstəqilliyini qəbul edir. Ancaq Aretakis fenomeni hadisə üfüqü boyunca zaman müstəqilliyini açıq şəkildə pozur. Bu, saçların cazibə dalğası rəsədxanası tərəfindən uzaq məsafədə açıla və tarana biləcəyi boşluqdur" dedi. Qara dəlik skalarizasiyasında saç tapan digər işlərdən fərqli olaraq Burko, "bu əsərdə nəzəriyyəni dəyişdirən və Güclü Ekvivalentlik prinsipini pozan əlavə dinamik sahələr olmadan vakuum Eynşteyn nəzəriyyəsi ilə işlədiyimizi" qeyd etdi.

Komanda nəticələrini əldə etmək üçün çox intensiv ədədi simulyasiyalardan istifadə etdi. Simulyasiyalar, hər biri 5000-dən çox nüvəli paralel olaraq onlarla ən yüksək səviyyəli Nvidia qrafik işləmə vahidinin (GPU) istifadəsini əhatə edir. "Bu GPU-lərin hər biri saniyədə 7 trilyon qədər hesablama apara bilər, bununla belə simulyasiyaların tamamlanmasına bir neçə həftə baxacaq" belə dedi.


Görünməyənləri görmək

Bizdən uzaq olduğu üçün qara dəlikdəki bu behemotu görüntüləmək olduqca çətindir. Ayın səthindəki narıncıya diqqət yetirmək və ya fərdi atomları öz barmağında görə bilmək üçün kifayət qədər kəskin bir qətnamə tələb edir. Teleskop bunu səkkiz yerüstü radio teleskopu bir-birinə bağlayan və Yer kürəsini nəhəng bir virtual radio teleskopa çevirən dünya elm adamları arasında misilsiz bir iş birliyi sayəsində bacardı.

Qara dəliklər bəlkə də təbiətdəki ən sirli cisimlərdir, kainatımızdakı bəzi enerjili və müşahidə olunmayan fenomenləri gücləndirir. Hadisələrin üfüqünə görə, heç bir şeyin, hətta işığın da qaça bilmədiyi sərhəd, birbaşa bir qara dəlik görə bilmirik. Ancaq qara dəliyə düşən maddə onun cazibə qüvvəsi ilə çəkilir və olduqca isti və işıqlı olur.

İlk dəfə qara dəliyin görüntüsü. Hadisə Horizon Teleskopu, CC BY-SA

Hadisələr üfüqünə yaxınlaşdıqda bu maddə sürtünmə ilə çox qızdırılır və çox miqdarda şüa yayaraq işıq sürətinə yaxın hərəkət edir. Teleskopun təsbit etmək üçün qurduğu hadisə üfüqünü keçməzdən əvvəl bu qaz anları tərəfindən yaradılan radio dalğaları şəklində radiasiya.


Qara delik çox yeyir

Müəllif: Camille M. Carlisle 28 fevral 2014 2

Bu kimi məqalələri gələnlər qutunuza göndərin

Ulduz kütləsindəki qara dəliklər ətraflarını astronomların düşündüyündən daha çox təsir edə bilər.

M83 spiral qalaktikadakı qara dəlik çeynəməsi lazım olduğundan daha çox dişləmiş ola bilər. Qara dəliklər nəzəri olaraq Eddington həddi adlanır, bu da bir qaranlıq çuxurun yalnız tüylü disklərindən təyyarələrdə, küləklərdə və radiasiyada bu qədər enerjini aça biləcəyini elan edir. Sınırdan yuxarıda, bütün xaricə doğru itələyən radiasiya, axan qazın axınını kəsir və heyvanı ac qoyur, aşağı sönür.

Bir sənətçi, böyük bir yoldaş ulduzundan kənar bir ulduz kütləsindəki qara dəlik sifonlama materialının son dərəcə simvolik bir təsviridir. İsti daxili yığılma diski, astronomların qara dəlik & # 039s kütləsini qiymətləndirmək üçün istifadə edə biləcəyi rentgen şüaları yayır.

Ancaq Roberto Soria'nın (Curtin Universiteti, Avstraliya) və həmkarlarının 27 Fevralda bildirdikləri kimi Elm15 milyon işıq ili uzaqlıqda bir ulduz orbitində olan bir qara dəlik, təxminən 20.000 il üçün həddini qırmış kimi görünür.

Ekip, ətrafdakı ən yaxşı yer və kosmik teleskoplardan istifadə edərək MQ1 adlanan ikili sistemi rentgen, optik, infraqırmızı və radioda araşdırdı. X-şüaları qara dəliyin yığılma diskindən gəlir və diskdən gələn emissiyanın müəyyən bir kütlə axtarmalı olduğuna əsasən, qrup qara dəliyin nə qədər ağır olduğunu qiymətləndirmək üçün sistemin parlaqlığını X-şüalarında istifadə etdi.

Astronomlar daha sonra diqqətlərini qara deşik təyyarələri və digər axınlar tərəfindən şişirdilmiş MQ1 ətrafında bir köpük kimi görünən şeylərə yönəltdilər. Baloncuk içərisindəki şokla qızdırılan qazın emissiyasına əsasən qaza nə qədər enerji töküldüyünü və buna görə bunun üçün orta reaktiv gücünü hesabladılar.

Nəhayət, quruluşun nə qədər genişləndiyini (və bu səbəbdən də neçə yaşda olduğunu) hesablamaq üçün təxmin edilən jet gücünü, baloncuğun təxmin edilən ölçüsünü və qazın ehtimal olunan sıxlığını istifadə etdilər.

Bir araya gəldikdə, bu üç araşdırma xətti, qara dəliyin təxminən 10 ilə 115 günəş kütləsi arasında olduğunu və ən yaxşı 40-dan çoxunu təxmin etdiyini göstərir. Təxminən 20.000 il ərzində 10 52 erq enerjisi ilə qusdu. ətraf mühitə, tipik bir supernovadan 10 qat çox.

M83 qalaktika, aktiv ulduz meydana gəlməsi bölgələrini izləyən yaxşı təyin olunmuş spiral qollara malikdir. Astronomlar, qalaktika & # 039s nüvəsinin yaxınlığında gözləniləndən daha çox enerjidə püskürən bir ulduz kütləsindəki qara dəlik aşkar etdilər.

Adam Blok / NOAO / AURA / NSF

fərqli, müvəqqəti bir sistem Soria qrupu da M83-də tapıldı), lakin akkretasiya diskindən rentgen şüalarının aşkarlanması bu sistemi qara dəliyin kütləsini öyrənmək üçün misilsiz bir fürsət halına gətirdi.

Kütlə bu şəkildəki əsas qeyri-müəyyənlikdir. Qara dəlik kütlə aralığının yuxarı ucundadırsa (və ya bir az daha yüksəkdirsə), problemi düzəldə bilər. Təəssüf ki, məsafə və müşahidə məhdudluğu səbəbindən bu qara dəliyin kütləsini birbaşa ölçmək mümkünsüzdür, deyə Soria bildirir.

Joey Neilsen (Boston Universiteti), onun üçün tapmacanın, qara dəliyin bir vaxtlar super Eddington kimi göründüyündən daha az olduğunu söylədi - hal-hazırda deyil - obyektin bu həddi çoxdan pozduğundan. İkili sistemlərdəki ulduz kütləsindəki qara dəliklər tez-tez bir neçə ay və ya bir il “tökülür”, təyyarələri tüpürür və sonra bəlkə də on il və ya daha uzun müddət sönür. MQ1 partlayışlarla işləsəydi, demək olar ki, bu bir neçə min il ərzində super-Eddington səviyyəsinə çatmaq üçün partlayış “hissəcikləri” daha da enerjili olmalı idi.

Soria, böyük bir yoldaş ulduzdan qara dəliyə çox miqdarda sıx, qeyri-şəffaf qaz atıldığı təqdirdə, bir qara dəliyin 100.000 ilə qədər Eddington nisbətindən üç-dörd qat üstünə çıxmasının mümkün olduğunu söylədi. Normal olaraq, isti, isti qazın içərisində istehsal olunan fotonlar o qədər radiasiya əmələ gətirir ki, təzyiq düşməni bağlaya bilər. Ancaq qaz çox sıx və radiasiyaya şəffaf deyilsə, fotonların qaçması gecikir - bəzən ətrafdakı qaz hadisələrin üfüqünü keçmədən (hələ içəridə olduqda) ortaya çıxmağa belə vaxtları olmur. Bu vəziyyətdə fotonlar "qazı itələmək vəzifələrini yerinə yetirə bilməzlər" deyir. MQ1 ilə baş verənlərdən şübhələnir.

Digər tərəfdən, qara dəlik kütlə diapazonunun ən yüksək nöqtəsindədirsə, bu da sərin olardı: astronomlar ara kütləli qara dəliklər üçün möhkəm dəlil tapmaqda çətinlik çəkdilər, Günəşin bir neçə dəfə kütlə və qalaktikaların nüvələrində gizlənən behemotlar.

Neilsen bunu belə yekunlaşdırır: "Nə olursa olsun, həqiqətən maraqlıdır."

İstinad: R. Soria et al. "M83-də Accreting Qara Delik Super-Eddington Mekanik Gücü." Elm. 27 fevral 2014-cü il tarixində onlayn yayımlanıb.


Maqnetik Sahə Süd Yolunun Qara Delik Səsini Saxlaya bilər

Streamlines showing magnetic fields layered over a color image of the dusty ring around the Milky Way’s massive black hole. The Y-shaped structure is warm material falling toward the black hole, which is located near where the two arms of the Y-intersect. The streamlines reveal that the magnetic field closely follows the shape of the dusty structure. Each of the blue arms has its own field that is totally distinct from the rest of the ring, shown in pink. Credit: Galactic Center dust and magnetic fields: NASA/SOFIA, star field image: NASA/Hubble Space Telescope

Supermassive black holes exist at the center of most galaxies, and our Milky Way is no exception. But many other galaxies have highly active black holes, meaning a lot of material is falling into them, emitting high-energy radiation in this “feeding” process. The Milky Way’s central black hole, on the other hand, is relatively quiet. New observations from NASA’s Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, SOFIA, are helping scientists understand the differences between active and quiet black holes.

These results give unprecedented information about the strong magnetic field at the center of the Milky Way galaxy. Scientists used SOFIA’s newest instrument, the High-resolution Airborne Wideband Camera-Plus, HAWC+, to make these measurements.

Magnetic fields are invisible forces that influence the paths of charged particles, and have significant effects on the motions and evolution of matter throughout the universe. But magnetic fields cannot be imaged directly, so their role is not well understood. The HAWC+ instrument detects polarized far-infrared light, which is invisible to human eyes, emitted by celestial dust grains. These grains align perpendicular to magnetic fields. From the SOFIA results, astronomers can map the shape and infer the strength of the otherwise invisible magnetic field, helping to visualize this fundamental force of nature.

“This is one of the first instances where we can really see how magnetic fields and interstellar matter interact with each other,” noted Joan Schmelz, Universities Space Research Center astrophysicist at NASA Ames Research Center in California’s Silicon Valley, and a co-author on a paper describing the observations. “HAWC+ is a game-changer.”

Previous observations from SOFIA show the tilted ring of gas and dust orbiting the Milky Way’s black hole, which is called Sagittarius A* (pronounced “Sagittarius A-star”). But the new HAWC+ data provide a unique view of the magnetic field in this area, which appears to trace the region’s history over the past 100,000 years.

Details of these SOFIA magnetic field observations were presented at the June 2019 meeting of the American Astronomical Society and will be submitted to the Astrophysical Journal.

The gravity of the black hole dominates the dynamics of the center of the Milky Way, but the role of the magnetic field has been a mystery. The new observations with HAWC+ reveal that the magnetic field is strong enough to constrain the turbulent motions of gas. If the magnetic field channels the gas so it flows into the black hole itself, the black hole is active, because it is eating a lot of gas. However, if the magnetic field channels the gas so it flows into an orbit around the black hole, then the black hole is quiet because it’s not ingesting any gas that would otherwise eventually form new stars.

Researchers combined mid- and far-infrared images from SOFIA’s cameras with new streamlines that visualize the direction of the magnetic field. The blue y-shaped structure (see figure) is warm material falling toward the black hole, which is located near where the two arms of the y-shape intersect. Layering the structure of the magnetic field over the image reveals that the magnetic field follows the shape of the dusty structure. Each of the blue arms has its own field component that is totally distinct from the rest of the ring, shown in pink. But there are also places where the field veers away from the main dust structures, such as the top and bottom endpoints of the ring.

“The spiral shape of the magnetic field channels the gas into an orbit around the black hole,” said Darren Dowell, a scientist at NASA’s Jet Propulsion Laboratory, principal investigator for the HAWC+ instrument, and lead author of the study. “This could explain why our black hole is quiet while others are active.”

The new SOFIA and HAWC+ observations help determine how material in the extreme environment of a supermassive black hole interacts with it, including addressing a longstanding question of why the central black hole in the Milky Way is relatively faint while those in other galaxies are so bright.

SOFIA, the Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, is a Boeing 747SP jetliner modified to carry a 106-inch diameter telescope. It is a joint project of NASA and the German Aerospace Center, DLR. NASA’s Ames Research Center in California’s Silicon Valley manages the SOFIA program, science and mission operations in cooperation with the Universities Space Research Association headquartered in Columbia, Maryland, and the German SOFIA Institute (DSI) at the University of Stuttgart. The aircraft is maintained and operated from NASA’s Armstrong Flight Research Center Building 703, in Palmdale, California. The HAWC+ instrument was developed and delivered to NASA by a multi-institution team led by the Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, California.


Videoya baxın: Qara dəlik 11 ildir eyni ulduzu udmağa çalışır - Dəyərlər tv təqdim edir (Sentyabr 2021).