Ein Detail aus der Simulation eines Schwarzen Lochs. (B. Ripperda et al., AJL, 2022) Während Schwarze Löcher Obwohl sie immer schwarz sein mögen, senden sie gelegentlich intensive Lichtblitze direkt außerhalb ihres Ereignishorizonts aus. Vorher, was genau verursachte diese Fackeln war für die Wissenschaft ein Rätsel gewesen.
Dieses Geheimnis war vor kurzem gelöst von einem Forscherteam, das eine Reihe von Supercomputern nutzte, um die Details zu modellieren Schwarze Löcher ' Magnetfelder weitaus detaillierter als alle bisherigen Bemühungen. Die Simulationen deuten darauf hin, dass superstarke Magnetfelder als Quelle des Superhellen gebrochen und wiederhergestellt werden Fackeln .
Wissenschaftler wissen seit einiger Zeit, dass Schwarze Löcher von starken Magnetfeldern umgeben sind. Typischerweise sind dies nur ein Teil eines komplexen Tanzes von Kräften, Materialien und anderen Phänomenen, die um einen herum existieren schwarzes Loch .
Dieser komplexe Tanz ist bekanntermaßen schwer zu modellieren, selbst mit fortschrittlichen Supercomputern, daher hat es sich als außerordentlich schwierig erwiesen, die Details dessen zu verstehen, was um ein Schwarzes Loch herum geschieht.
Stärkere Computer können schwierige Computerprobleme bewältigen, und dank des Mooreschen Gesetzes verfügt die Menschheit jetzt genau über diese Möglichkeit.
Dr. Bart Ripperda, Co-Hauptautor der Studie und Postdoktorand am Flatiron Institute und der Princeton University, und seine Kollegen nutzten drei separate Supercomputing-Cluster, um das detaillierteste Bild der Physik außerhalb des Ereignishorizonts eines Schwarzen Lochs zu erstellen.
Es überrascht nicht, dass Magnetfelder in dieser Physik eine wichtige Rolle spielten. Aber was noch wichtiger ist: Sie spielten eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung von Fackeln. Insbesondere bildeten sich Fackeln, wenn Magnetfelder auseinanderbrachen und sich dann wieder zusammenfügten.
Die durch diese Prozesse freigesetzte magnetische Energie lädt Photonen im umgebenden Medium auf, und einige dieser Photonen werden direkt in den Ereignishorizont des Schwarzen Lochs geschleudert, während andere in Form von Fackeln in den Weltraum geschleudert werden.
Simuliertes Schwarzes Loch mit magnetischen Feldlinien in Grün. (B. Ripperda et al., AJL, 2022)
Simulationen zeigten das Aufbrechen und Herstellen von Magnetfeldverbindungen, die bei bisher verfügbaren Auflösungen unsichtbar waren. Das Bild von Ripperda und seinen Kollegen hatte die 1.000-fache Auflösung aller bisher verfügbaren Schwarzlochsimulationen.
Die genauesten Simulationen der Welt können ein falsches Modell nicht ausgleichen, daher ignorierten frühere Simulationen grundlegende Merkmale der Wechselwirkungen zwischen Schwarzen Löchern.
Mit der hohen Auflösung wurde das Verständnis verbessert. Die neuen Simulationen haben genau modelliert, wie der Magnetfeldprozess um den Ereignishorizont herum funktioniert.
Zunächst wandert das in der Akkretionsscheibe gesammelte Material in Richtung der „Pole“ des Schwarzen Lochs. Die Wanderung von geladenem Material auf diese Weise beeinflusst mit Sicherheit die magnetischen Feldlinien, die versuchen, sich mitzubewegen.
Ein Teil dieses Bewegungsprozesses führt dazu, dass einige der Magnetfeldlinien unterbrochen werden und sich möglicherweise wieder mit einer anderen Feldlinie verbinden. In einigen Fällen entsteht eine Materialtasche, die von anderen äußeren Kräften isoliert ist, aber schließlich in Richtung des Schwarzen Lochs selbst oder des Rests des Universums geschossen wird. Daher kommen Fackeln.
All diese Prozesse sind selbst auf einem Cluster von Supercomputern schwer zu simulieren. Die meisten Simulationen sind jedoch so aufgebaut, dass sie den vorhandenen Daten bestmöglich entsprechen.
Das Sammeln von Daten zum Testen dieser Simulationen liegt noch in weiter Ferne. Aber Sie können sicher sein, dass irgendwo bereits jemand daran arbeitet.
Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht von Universum heute . Lies das originaler Artikel .