Synligt lys Hubble-billede af den jet, der udsendes af det 3-milliarder solmasse sorte hul i hjertet af galaksen M87 (februar 1998) Kredit: NASA / ESA og John Biretta (STScI / JHU)
Selvom sorte huller - efter deres definition og meget natur - er de ultimative hamstere af universet, der samler og gabber sammen stof og energi i det omfang, at ikke engang lys kan undslippe deres tyngdekraftsgreb, udviser de ofte den underlige opførsel ved at kaste enorme mængder af materiale væk fra dem også, i form af jetfly, der bryder hundreder af tusinder - hvis ikke millioner - lysår ud i rummet. Disse jetfly indeholder overophedet plasma, der ikke gjorde det forbi det sorte huls begivenhedshorisont, men snarere blev "spundet op" af sin kraftige tyngdekraft og intense rotation og endte med at blive skudt udad som fra en enorm kosmisk kanon.
De nøjagtige mekanismer til, hvordan dette hele fungerer, er ikke præcist kendt som sorte huller, der er notorisk vanskelige at observere, og et af de mere forvirrende aspekter af jeteradfærden er, hvorfor de altid ser ud til at være på linje med rotationsaksen for den aktivt fodende sorte hul såvel som vinkelret på den medfølgende akkretionsskive. Nu understøtter ny forskning ved hjælp af avancerede 3D-computermodeller ideen om, at det er de sorte huller 'ophobede rotationshastighed kombineret med plasmas magnetisme, der er ansvarlig for at forme jetflyene.
I en nylig artikel offentliggjort i tidsskriftet Videnskab, adjunkt ved University of Maryland Jonathan McKinney, Kavli Institute-direktør Roger Blandford og Princeton University's Alexander Tchekhovskoy rapporterer deres fund, der er gjort ved hjælp af computersimuleringer af den komplekse fysik, der findes i nærheden af et fodrende supermassivt sort hul. Disse GRMHD - der står for General Relativistic Magnetohydrodynamic - computersims følger samspillet mellem bogstaveligt talt millioner af partikler under påvirkning af generel relativitet og fysikken i relativistiske magnetiserede plasmaer… dybest set, de virkelig super-hot ting, der findes inden i et sorte huls akkretionsdisk .
Læs mere: Først kig på en sort hulfest
Hvad McKinney et al. fundet i deres simuleringer var, at uanset hvordan de oprindeligt orienterede det sorte huls jetfly, endte de altid til sidst på linje med det sorte huls rotationsakse - nøjagtigt hvad der blev fundet i observationer fra den virkelige verden. Holdet fandt, at dette skyldes magnetfeltlinjer, der genereres af plasmaet, der bliver snoet af den intense rotation af det sorte hul, og således samler plasmaet i smalle, fokuserede jetfly, der sigter væk fra dets spin-akser - ofte på begge poler.
På længere afstand svækkes påvirkningen af det sorte huls spin, og dermed kan jetflyene derefter begynde at gå i stykker eller afvige fra deres oprindelige stier - igen, hvad der er set i mange observationer.
Denne "magneto-spin-justeringsmekanisme", som teamet kalder det, ser ud til at være mest udbredt med aktive supermassive sorte huller, hvis akkretionsskive er mere tyk end tynd - resultatet af at have enten en meget høj eller meget lav indfaldsfrekvens stof. Dette er tilfældet med den kæmpe elliptiske galakse M87, der er set ovenfor, der udviser en strålende jet oprettet af et 3-milliard solmasse sort hul i centrum, såvel som den meget mindre massive 4-million-solsmasse SMBH i centrum af vores egen galakse, Sgr A *.
Læs mere: Milky Way's Black Hole skyder frem den lyseste flare nogensinde
Ved hjælp af disse fund kan fremtidige forudsigelser gøres bedre angående opførsel af accelereret stof, der falder ind i hjertet af vores galakse.
Læs mere om Kavli Instituttets nyhedsmeddelelse her.
Indsat billede: Snapshot af et simuleret sort hulsystem. (McKinney et al.) Kilde: Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology (KIPAC)
