Астрофизичари са Принстона откривају мистерију млазњака црних рупа и галактичких 'светлосних сабљи'

Истраживачи са Универзитета Принстон открили су да црна рупа М87* избацује енергију напоље, доприносећи формирању масивних млазова. Ово откриће, укорењено у Ајнштајновој теорији релативности, доводи у питање традиционалне погледе на црне рупе и могло би се даље тестирати помоћу напредних телескопа. Студија отвара нове хоризонте за разумевање динамике црне рупе, иако престаје да коначно објашњава извор снаге млазњака. Кредит: СциТецхДаили.цом

Тим астрофизичара са Универзитета Принстон успео је да коначно утврди да је енергија блиска тој Црна рупа М87* гура ка споља, а не ка унутра, што је дуготрајна дебата у овој области.

Једина ствар коју сви знају о црним рупама је да се све што је близу њих усиса у њих.

једва Све, испоставило се.

Елиот Кватерт, астрофизичар и Чарлс А. Млади професор астрономије на Универзитету Принстон: „Иако су црне рупе познате као објекти из којих ништа не може побећи, једно од запањујућих предвиђања Ајнштајнове теорије релативности је да црне рупе заправо могу да изгубе енергију. Батцх из Фондације из 1897. „Може да се окреће, и баш као што се ротирајући врх током времена успорава и губи ту енергију док се окреће, ротирајућа црна рупа такође може да изгуби енергију у свом окружењу.“

Овај модел је широко прихваћен од стране научника од 1970-их. Знали су да магнетна поља могу извући енергију из ротирајућих црних рупа, али нису знали како.

Тим астрофизичара са Универзитета Принстон је коначно утврдио да енергија близу хоризонта догађаја црне рупе М87* јури напоље, а не ка унутра. (М87 је назив галаксије, Мессиер 87, тако да се црна рупа у њеном центру зове М87*.) Кватерт је рекао да су истраживачи такође осмислили начин да тестирају предвиђање да црне рупе губе енергију ротације, и да докажу да је то енергија која производи „невероватно моћне одливе.“ Коју видимо и коју називамо млазницама.

хттпс://ввв.иоутубе.цом/ватцх?в=уПЕЛ-сг72ПА
Анимација која показује како се магнетно поље које прелази хоризонт догађаја црне рупе увија док се црна рупа брже окреће. Црна рупа која се брже окреће брже окреће магнетно поље, узрокујући да црна рупа губи више енергије у свом окружењу. Тим астрофизичара са Универзитета Принстон посматрао је умотавање линија магнетног поља на сликама са телескопа Евент Хоризон Телескоп линеарне поларизације црних рупа. Заслуге: Видео Георге Вонг, Институт за напредне студије Универзитет Принцетон

Ови млазови протока енергије су „у основи попут милион-Светлосна година„Дуги светлосни мачеви могу да се протежу 10 пута дуже од џедаја“, каже Александру Лобсаска, бивши постдокторски истраживач на Универзитету Принстон. Млечни пут галаксија.

Резултати њиховог рада су недавно објављени у тхе Астропхисицал Јоурнал. Андрев Цхелл, научни сарадник за астрофизику, први је аутор овог рада. Он и коаутор Џорџ Вонг су обојица чланови Телескоп хоризонта догађаја Они су одиграли кључну улогу у развоју модела који се користе за објашњење црних рупа. Цхаел, Вонг, Лобсаска и Куатаерт су сви теоретичари повезани са Принцетон Гравити Инитиативе.

Тим је приписао Шелу витални увид у срцу новог рада: да правац у коме се линије магнетног поља уздижу открива смер тока енергије. Одатле, „остало је дошло на своје место“, рекао је Кватерт.

Црна рупа М87* (звездани знак црне рупе у центру галаксије М87) привукла је пажњу света када ју је први пут открио телескоп Евент Хоризон. Од тада, астрофизичари са Универзитета Принстон открили су да увијање магнетног поља око црне рупе одређује поларизациони вртлог уочен на сликама црне рупе. Конкретно, смер тока енергије (од рупе до поља или обрнуто) одређује како је поларизација омотана. Мерењем смера у коме се поларизација увија, може се закључити да ли магнетно поље извлачи спинску енергију из рупе или убризгава спинску енергију у њу. Извор слике: Модел Андрев Цхелл, Георге Вонг, Алекандру Лобсаска и Еллиот Куатаерт, Принцетон Гравити Инитиативе

„Ако бисте узели Земљу и све је претворили у ТНТ и разнели је 1.000 пута у секунди милионима и милионима година, то је количина енергије коју бисмо добили из М87“, рекао је Вонг, научни сарадник на Универзитету Харвард. . Принцетон Гравити Инитиативе и члан Института за напредне студије.

Научници су деценијама знали да када црна рупа почне да се окреће, она са собом повлачи ткиво простор-времена. Линије магнетног поља које пролазе кроз црну рупу се повлаче, успоравајући ротацију, ослобађајући енергију.

„Наше ново, оштро предвиђање је да кад год погледате астрофизичку црну рупу, ако има линије магнетног поља везане за њу, доћи ће до преноса енергије – заиста лудих количина преноса енергије“, рекла је Лобсаска, бивша истраживачка сарадница на УЦЛА. . Принцетон и сада је доцент физике и математике на Универзитету Вандербилт, за шта је добио награду Награда Нове границе у физици 2024 Од награде Фондације за пробој за његово истраживање црних рупа.

Док је ток енергије близу хоризонта догађаја М87* усмерен ка споља, тим је рекао да би ток енергије теоретски могао бити усмерен ка унутра у другу црну рупу. Они су уверени у своју везу између тока енергије и правца линија магнетног поља, а њихово предвиђање да ток енергије долази из црне рупе биће тестирано лансирањем „још теоретског“Следећа генерација„Телескоп Хоризонт догађаја.

Последњих годину и по дана истраживачи црних рупа широм света предлажу спецификације за будући инструмент, рекао је Вонг. „Истраживачки радови попут нашег могу играти кључну улогу у одређивању шта нам је потребно. Мислим да је ово веома узбудљиво време.“

Четири истраживача су нагласила у свом раду да нису у потпуности показали да ротација црне рупе „заправо покреће екстрагалактичке млазове“, иако докази свакако нагињу у том правцу. Иако су нивои снаге приказани у њиховом моделу у складу са оним што је потребно авиону, они не могу искључити могућност да се авион покреће окретањем. плазма Изван црне рупе. „Мислим да је врло вероватно да је црна рупа извор енергије за авион, али то не можемо да докажемо“, рекла је Лобсашка. „До сада.“

Референца: „Мерење поларизације црне рупе И. Потпис екстракције електромагнетне енергије“ од Андрев Цхелл, Алекандру Лобсаска, Георге Н. Вонг и Еллиот Куатаерт, 14. новембар 2023, Астропхисицал Јоурнал.
дои: 10.3847/1538-4357/ацф92д

Истраживање је подржано од стране Принцетон Гравити Инитиативе, Таплин Фелловсхип, Националне научне фондације (грант бр. 2307888) и награде Симонс Фоундатион Инвестигатор Авард.