Fantastiske nye billeder viser, hvordan sorte huller producerer enormt lyse jetfly, der er millioner af lysår lange, der kan ses over store kosmiske afstande. Billederne blev produceret ved en computersimulering og kunne hjælpe med at løse et vedvarende mysterium om, hvordan jetflyene dannes, sagde forskerne bag billederne.
På trods af deres moniker er sorte huller ikke altid sorte. Når et sort hul forbruger en genstand, spinder gas og støv rundt om graven af gravitationsbehemot, og friktion kan varme materialet på kanterne til svævende temperaturer. Denne voldsomme proces skaber fyrtårnlignende bjælker af ladede partikler, der bevæger sig udad i nær lyshastighed og udsender stråling, der kan skinne lysere end en hel galakse.
"De er som laserstråler, der gennemborer universet og giver os mulighed for at se sorte huller, hvis emission ellers ville være for svag til at være detekterbar," sagde Alexander Tchekhovskoy, en computerstatrofysiker ved Northwestern University i Evanston, Illinois, til Live Science.
Men de komplekse mekanismer bag disse jetfly forbliver dårligt forståede. En potentiel indsigt i problemet kommer fra det faktum, at materiale omkring et sort hul omdannes til plasma, en blærende varm, men diffus magnetiseret stofstilstand. Fysikere har længe mistænkt, at drejning af magnetiske felter på en eller anden måde interagerer med det buede stof i rumtid omkring et snurrende sort hul for at give anledning til jetflyene.
Ved hjælp af meget detaljerede computermodeller var Kyle Parfrey fra NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, og hans kolleger i stand til at simulere, hvordan ladede partikler nær et sort hulles kant giver anledning til vridning og roterende magnetiske felter, som forskerne rapporterede 23. januar. i tidsskriftet Physical Review Letters. Forskerne indarbejdede også oplysninger fra Albert Einsteins relativitetsteori til at parre par af disse partikler, der flyver på specielle baner. Disse baner er indstillet på den rigtige måde, så hvis en af partiklerne fra en duo falder ned i det sorte hul, vil dens partner zoome ud med ultrahurtig hastighed og fremføre sig selv ved hjælp af energi stjålet fra selve det sorte hul.
Enhver genstand, endda en pose med skraldespand, kunne skydes ud af et rumfartøj på en af disse kredsløb, og det ville give skibet et kraftigt løft af energi, sagde Tchekhovskoy, som ikke var involveret i arbejdet.
De nye beregningsmetoder vil hjælpe forskere med at studere regioner med intens elektrisk strøm nær et sort hulkant, som kunne være relateret til røntgenstråler og gammastråler set i jetflyene, fortalte Parfrey til Live Science. Dernæst ønsker teamet mere realistisk at modellere processen med at generere de ladede partikelpar. Det vil give astronomer mulighed for at foretage bedre forudsigelser om en jet's egenskaber, sagde Parfrey.
Resultaterne vil også hjælpe videnskabsmænd med at fortolke resultaterne fra to bestræbelser, Event Horizon Telescope og GRAVITY, der i øjeblikket sigter mod at fotografere skyggen, der er kastet på det omgivende materiale af det supermassive sorte hul i hjertet af Mælkevejen, sagde Parfrey.
