Rozlúskli jednu z najväčšich záhad čiernych dier. Konečne vieme, prečo niektoré pravidelne vzplanú

Napriek tomu, že z čiernych dier nemôže nič uniknúť, z času na čas z ich okolia dôjde k extrémne jasným vzplanutiam. Nikto však presne nevedel objasniť, ako k týmto udalostiam dochádza. Na tému upozornil portál NewAtlas.

Vzplanutia čiernych dier

Ako píše portál ScienceAlert, podstatu týchto záhadných vzplanutí sa teraz podarilo objasniť tímu výskumníkov v štúdii publikovanej v žurnále The Astrophysical Journal Letters, ktorí prostredníctvom superpočítačov dokázali modelovať celý rad detailov o magnetických poliach čiernych dier a rozlúsknuť tak jednu z ich najväčších záhad.

B. Ripperda et al., Astrophysical Journal Letters 2022

Samozrejme záblesky svetla nepochádzajú priamo zo srdca čiernej diery, ale z jej okolia. Vo väčšine prípadov sa množstvo plynu a prachu v akrečnom disku zahrieva na obrovské teploty a jasne žiari. Niekedy však astronómovia z okolia čiernej diery zaregistrujú extrémne jasné vzplanutia, pri ktorých sa do okolia uvoľní veľké množstvo energie.

Vzhľadom na to, že už relatívne dlhú dobu sa predpokladá, že to tieto záblesky svetla majú úzky súvis s magnetickými poľami, vedci využili 3 extrémne výkonné superpočítače na simulovanie čiernych dier a ich magnetických polí. Vo výsledku vďaka tomu mala simulovaná čierna diera až 1000-násobne väčšie rozlíšenie, ako pri všetkých predchádzajúcich pokusoch, čo napokon viedlo k dôležitému zisteniu.

Simulácie jasne ukázali, že rozhodujúce „slovo“ pri vytváraní týchto zábleskov svetla majú práve magnetické polia. Vzplanutia konkrétne vznikali v dôsledku magnetickej rekonexie – vzájomné pôsobenie siločiar magnetických polí opačnej polarity, pričom dôjde k zjednodušeniu a stabilizácii ich konfigurácie a uvoľneniu veľkého množstva energie.

Za všetkým stoja magnetické polia

Ako uvádza portál SciTechDaily, už predchádzajúce štúdie ukázali, že materiál z akrečneho disku padajúci do čiernej diery tlačí magnetické siločiary vychádzajúce z horizontu udalostí smerom von, naspäť do oblasti rovníka čiernej diery. Tieto siločiary sa potom koncentrujú v oblasti blízko horizontu udalosti a istým spôsobom blokujú padajúci materiál.

B. Ripperda et al., Astrophysical Journal Letters 2022

Vďaka extrémne vysokému rozlíšeniu novej simulácie vedci vôbec poprvýkrát zaznamenali, ako sa magnetické pole na hranici medzi padajúcim materiálom a silnými relativistickými výtryskami plazmy (pozn. redakcie: treba si uvedomiť, že časť okolitého materiálu padajúceho do čiernej diery z nej uniká v podobe dvoch výtryskov plazmy. Tie smerujú smerom von z čiernej diery, každý z opačnej strany z jej pólov) zosilňuje magnetické siločiary nachádzajúce sa v oblasti rovníka čiernej diery.

To znamená, že dôjde k stretu dvoch opačne orientovaných siločiar, ktoré sa po vzájomnom strete rozpadnú a opätovne spoja. Medzi spojovacími bodmi sa v magnetickom poli vytvorí akási „vrecko“ naplnené horúcou plazmou a tá, buď spadne do čiernej diery, alebo je vystrelená smerom von, čo sa potom prejaví ako spomínané „vzplanutie“.

Vedci tiež zistili, že vyvrhnutý materiál sa nemusí od čiernej diery dostať vôbec ďaleko. Nazdávajú sa totiž, že časť horúcej plazmy vie skončiť na obežnej dráhe okolo čiernej diery. Ďalej sa ukázalo, že vzplanutia môžu byť cyklického charakteru, pričom sa opakujú pokojne každý deň, alebo len raz za niekoľko rokov.

Čítajte viac z kategórie: Novinky