Prinstono universiteto astrofizikų komanda sugebėjo įtikinamai nustatyti, kad energija yra arti to Juodoji skylė M87* stumia į išorę, o ne į vidų, o tai yra ilgalaikė diskusija šioje srityje.

Vienas dalykas, kurį visi žino apie juodąsias skyles, yra tai, kad viskas, kas yra šalia jų, patenka į jas.

vos Viskas, pasirodo.

Elliotas Quataertas, astrofizikas ir Charlesas A. Jaunas Prinstono universiteto astronomijos profesorius: „Nors juodosios skylės žinomos kaip objektai, iš kurių niekas negali ištrūkti, viena iš stulbinančių Einšteino reliatyvumo teorijos prognozių yra ta, kad juodosios skylės iš tikrųjų gali prarasti energiją. Batch iš 1897 m. fondo. „Jis gali suktis, o besisukanti viršūnė laikui bėgant sulėtėja ir praranda energiją, taip besisukanti juodoji skylė taip pat gali prarasti energiją aplinkai.

Šis modelis buvo plačiai pripažintas mokslininkų nuo 1970 m. Jie žinojo, kad magnetiniai laukai gali išgauti energiją iš besisukančių juodųjų skylių, bet nežinojo, kaip.

Prinstono universiteto astrofizikų komanda galutinai nustatė, kad energija šalia juodosios skylės M87* įvykių horizonto veržiasi į išorę, o ne į vidų. (M87 yra galaktikos pavadinimas Mesjė 87, todėl juodoji skylė jos centre vadinama M87*.) Quatert teigė, kad mokslininkai taip pat sukūrė būdą, kaip patikrinti prognozę, kad juodosios skylės praranda sukimosi energiją, ir įrodyti, kad energija, kuri sukuria „neįtikėtinai galingus ištekėjimus“, kuriuos matome ir vadiname purkštukais.

Animacija, rodanti, kaip magnetinis laukas, kertantis juodosios skylės įvykių horizontą, pasisuka, nes juodoji skylė sukasi greičiau. Greičiau besisukanti juodoji skylė greičiau sukasi magnetinį lauką, todėl juodoji skylė praranda daugiau energijos aplinkai. Prinstono universiteto astrofizikų komanda stebėjo magnetinio lauko linijų apvyniojimą vaizduose iš Event Horizon teleskopo, kuriame užfiksuota tiesinė juodųjų skylių poliarizacija. Autorius: Vaizdo įrašas George Wong, Institute for Advanced Study Prinstono universitetas

Šie energijos srautai „iš esmės yra kaip milijonasŠviesmetis„Ilgi šviesos kardai gali išsiplėsti 10 kartų ilgiau nei Jedi šviesos kardai“, – sako Alexandru Lobsaska, buvęs Prinstono universiteto doktorantas. paukščių takas galaktika.

Jų darbo rezultatai neseniai buvo paskelbti m į Astrofizikos žurnalas. Andrew Chellas, astrofizikos mokslinis bendradarbis, yra pirmasis šio straipsnio autorius. Jis ir bendraautorius George'as Wongas yra abu nariai Įvykių horizonto teleskopas Jie vaidino lemiamą vaidmenį kuriant modelius, naudojamus paaiškinti juodąsias skyles. Chaelis, Wongas, Lobsaska ir Quataertas yra susiję su teoretikais Prinstono gravitacijos iniciatyva.

Grupė priskyrė Schellui gyvybiškai svarbią naujojo dokumento įžvalgą: magnetinio lauko linijų kilimo kryptis atskleidžia energijos srauto kryptį. Iš ten „likusieji atsidūrė vietoje“, – sakė Quataert.

Juodoji skylė M87* (juodosios skylės žvaigždės ženklas M87 galaktikos centre) patraukė pasaulio dėmesį, kai ją pirmą kartą atrado Teleskopas „Event Horizon“. Nuo tada Prinstono universiteto astrofizikai išsiaiškino, kad besisukantis magnetinis laukas aplink juodąją skylę lemia poliarizacijos sūkurį, stebimą juodosios skylės vaizduose. Visų pirma, energijos srauto kryptis (iš skylės į lauką arba atvirkščiai) lemia, kaip apvyniojama poliarizacija. Išmatavus poliarizacijos sukimosi kryptį, galima daryti išvadą, ar magnetinis laukas ištraukia sukimosi energiją iš skylės, ar į ją įleidžia sukimosi energiją. Vaizdo šaltinis: Andrew Chell, George Wong, Alexandru Lobsaska ir Elliot Quataert, Princeton Gravity Initiative modelis

„Jei paimtumėte Žemę ir paverstumėte ją TNT ir susprogdintumėte 1000 kartų per sekundę milijonus ir milijonus metų, tiek energijos gautume iš M87“, – sakė Harvardo universiteto mokslinis bendradarbis Wongas. . Prinstono gravitacijos iniciatyva ir Pažangių studijų instituto narys.

Mokslininkai dešimtmečius žinojo, kad kai juodoji skylė pradeda suktis, ji traukia erdvės ir laiko audinį. Magnetinio lauko linijos, einančios per juodąją skylę, traukiamos, sulėtindamos sukimąsi, išlaisvindamos energiją.

„Mūsų naujas, ryškus spėjimas yra tas, kad kiekvieną kartą, kai žiūrite į astrofizinę juodąją skylę, jei prie jos yra prijungtos magnetinio lauko linijos, bus perduodama energija – tikrai beprotiškas energijos perdavimo kiekis“, – sakė Lobsaska, buvęs UCLA mokslinis bendradarbis. . Prinstonas ir dabar yra Vanderbilto universiteto fizikos ir matematikos docentas, už kurį gavo apdovanojimą 2024 m. „Naujos fizikos sienos“ prizas Iš fondo proveržio apdovanojimo už juodųjų skylių tyrimus.

Nors energijos srautas šalia M87* įvykių horizonto yra nukreiptas į išorę, komanda teigė, kad energijos srautas teoriškai gali būti nukreiptas į vidų, į kitą juodąją skylę. Jie įsitikinę savo ryšiu tarp energijos srauto ir magnetinio lauko linijų krypties, o jų prognozės, kad energijos srautas kils iš juodosios skylės, bus patikrintos paleidus „vis dar teorinį“Kita karta„Įvykio horizonto teleskopas.

Per pastaruosius pusantrų metų juodųjų skylių tyrinėtojai visame pasaulyje siūlė būsimojo instrumento specifikacijas, sakė Wongas. „Tokie kaip mūsų moksliniai tyrimai gali atlikti lemiamą vaidmenį nustatant, ko mums reikia. Manau, kad tai labai įdomus laikas.”

Keturi tyrėjai savo darbe pabrėžė, kad jie įtikinamai neįrodė, kad juodosios skylės sukimasis „iš tikrųjų skatina ekstragalaktinius purkštukus“, nors įrodymai neabejotinai krypsta ta kryptimi. Nors jų modelio rodomi galios lygiai atitinka orlaivių poreikius, jie negali atmesti galimybės, kad orlaivis bus varomas sukimosi pagalba. plazma Už juodosios skylės. „Manau, kad labai tikėtina, kad juodoji skylė yra lėktuvo energijos šaltinis, bet mes negalime to įrodyti”, – sakė Lobsaška. „Iki dabar.”

Nuoroda: „Juodosios skylės poliarizacijos matavimas I. Elektromagnetinės energijos ištraukimo parašas“, autorius Andrew Chell, Alexandru Lobsaska, George N. Wong ir Elliot Quataert, 2023 m. lapkričio 14 d. Astrofizikos žurnalas.
doi: 10.3847/1538-4357/acf92d

Tyrimą rėmė Prinstono gravitacijos iniciatyva, Taplino stipendija, Nacionalinis mokslo fondas (subsidijos Nr. 2307888) ir Simonso fondo tyrėjo apdovanojimas.