ภาพฮับเบิลแสงที่มองเห็นได้ของเจ็ตที่ปล่อยออกมาจากหลุมดำมวล 3 พันล้านดวงที่ใจกลางกาแลคซี M87 (ก.พ. 2541) เครดิต: NASA / ESA และ John Biretta (STScI / JHU)
แม้ว่าหลุมดำ - โดยคำจำกัดความและธรรมชาติของพวกเขา - เป็นผู้กักตุนสูงสุดของจักรวาลการรวบรวมและการกลืนสารและพลังงานในระดับที่แม้แต่แสงไม่สามารถหลบหนีจากแรงโน้มถ่วงของพวกเขาพวกเขามักจะแสดงพฤติกรรมแปลก ๆ จำนวนของวัสดุออกไปจากพวกเขาเช่นกันในรูปแบบของเครื่องบินไอพ่นที่ปะทุหลายแสนคน - หากไม่ใช่ล้านปีแสงออกสู่อวกาศ เครื่องบินไอพ่นเหล่านี้มีพลาสมาที่ร้อนยวดยิ่งซึ่งไม่ได้ผ่านพ้นขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ แต่แทนที่จะ "หมุนตัว" ด้วยแรงโน้มถ่วงและการหมุนที่มีพลังและสิ้นสุดลงด้วยการยิงออกมาราวกับปืนใหญ่จักรวาลขนาดใหญ่
กลไกที่แน่นอนของวิธีการทำงานทั้งหมดนี้ไม่เป็นที่รู้จักกันอย่างชัดเจนว่าหลุมดำนั้นมีความยุ่งยากในการสังเกตและเป็นหนึ่งในแง่มุมที่น่าตื่นตากว่าของพฤติกรรมการพุ่งชนนั่นคือสาเหตุที่พวกมันดูเหมือนจะสอดคล้องกับแกนหมุนของ รูรวมถึงฉากตั้งฉากกับดิสก์สะสมมวลรวม ตอนนี้งานวิจัยใหม่โดยใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์สามมิติขั้นสูงสนับสนุนแนวคิดที่ว่ามันเป็นอัตราการหมุนที่เพิ่มขึ้นของหลุมดำรวมกับแม่เหล็กของพลาสมาที่รับผิดชอบการสร้างไอพ่น
ในบทความล่าสุดที่ตีพิมพ์ในวารสาร วิทยาศาสตร์ผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยแมริแลนด์ Jonathan McKinney ผู้อำนวยการสถาบัน Kavli Roger Blandford และ Alexander Tchekhovskoy ของ Princeton University รายงานผลการค้นพบของพวกเขาโดยใช้การจำลองคอมพิวเตอร์ด้วยคอมพิวเตอร์ของฟิสิกส์เชิงซ้อนที่พบในบริเวณหลุมดำมวลมหาศาล GRMHD เหล่านี้ - ซึ่งหมายถึง General Relativistic Magnetohydrodynamic - ซิมคอมพิวเตอร์ทำตามการโต้ตอบของอนุภาคนับล้านภายใต้อิทธิพลของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปและฟิสิกส์ของพลาสม่าแม่เหล็กเชิงความสัมพันธ์ ... โดยทั่วไปสิ่งที่ร้อนแรงที่สุดที่พบในดิสก์เพิ่มมวลของหลุมดำ .
อ่านเพิ่มเติม: ดูงานฉลองครั้งแรกของ Black Hole
อะไร McKinney และคณะ พบได้ในแบบจำลองของพวกเขาไม่ว่าพวกเขาจะมุ่งไปที่ไอพ่นของหลุมดำในขั้นต้นพวกเขามักจะลงเอยในแนวเดียวกับแกนการหมุนของหลุมดำเอง ทีมพบว่าสิ่งนี้เกิดจากเส้นสนามแม่เหล็กที่เกิดจากพลาสมาถูกบิดด้วยการหมุนที่รุนแรงของหลุมดำดังนั้นจึงรวบรวมพลาสมาให้แคบลงเครื่องบินไอพ่นโฟกัสที่พุ่งออกจากแกนหมุนของมันมักจะอยู่ที่แกนทั้งสอง
เมื่อระยะทางไกลออกไปอิทธิพลของการหมุนของหลุมดำจะอ่อนตัวลงดังนั้นเจ็ตส์อาจเริ่มสลายหรือเบี่ยงเบนจากเส้นทางเริ่มต้น - สิ่งที่เห็นได้จากการสังเกตหลายครั้ง
กลไก“ การจัดตำแหน่งแบบหมุนด้วยแม่เหล็ก” ตามที่ทีมเรียกมันดูเหมือนจะเป็นที่แพร่หลายมากที่สุดกับหลุมดำมวลมหาศาลซึ่งมีดิสก์มวลรวมที่หนากว่าบางซึ่งเป็นผลมาจากอัตราการตกที่สูงมากหรือต่ำมาก เรื่อง. นี่เป็นกรณีของกาแลคซีทรงวงรียักษ์ M87 ที่เห็นด้านบนซึ่งจัดแสดงเจ็ตที่ยอดเยี่ยมที่สร้างขึ้นโดยหลุมดำมวล 3 พันล้านดวงอาทิตย์ที่ใจกลางของมันรวมถึง SMBH มวลน้อยกว่า 4 ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ ที่ใจกลางกาแลคซีของเราเอง Sgr A *
อ่านเพิ่มเติม: หลุมดำของทางช้างเผือกส่องสว่างจ้าที่สุด
การใช้การค้นพบนี้สามารถทำนายอนาคตได้ดีขึ้นเกี่ยวกับพฤติกรรมของสสารเร่งที่ตกลงไปในใจกลางกาแลคซีของเรา
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับข่าวประชาสัมพันธ์ของ Kavli Institute ที่นี่
ภาพสิ่งที่ใส่เข้าไป: ภาพรวมของระบบหลุมดำจำลอง (McKinney et al.) ที่มา: สถาบัน Kavli สำหรับฟิสิกส์ดาราศาสตร์และจักรวาลวิทยา (KIPAC)
