Naukowcy przeprowadzili innowacyjne symulacje wirujących czarnych dziur oparte na OTW, które wyjaśniły, że skrajnie jasny dysk akrecyjny wykazuje ruch precesyjny napędzany spinem czarnej dziury.
 |
| Wizja artystyczna wirującej czarnej dziury. Źródło: Droneandy/Shutterstock |
Odkrycie to podkreśla potencjał tego spinu jako głównego czynnika napędzającego okresowe fluktuacje jasności obserwowane w tych skrajnie jasnych dyskach akrecyjnych.
Gaz wiruje wokół czarnej dziury z powodu intensywnej grawitacji tejże, tworząc dysk akrecyjny. Dyski akrecyjne, będące jednymi z najbardziej wydajnych mechanizmów konwersji energii we Wszechświecie, emitują światło i strumienie plazmy. Gdy czarna dziura wiruje wokół własnej osi, dysk akrecyjny chwieje się jak bączek. Ten ruch precesyjny został zbadany w mniej jasnych dyskach akrecyjnych, ale nie jest jasne, czy to samo zjawisko występuje w skrajnie jasnych dyskach akrecyjnych, które emitują silne promieniowanie.
Naukowcy z Uniwersytetu Tsukuba przeprowadzili wielkoskalową symulację hydrodynamiki promieniowania elektromagnetycznego opartą na ogólnej teorii względności i po raz pierwszy wykazali, że ruch precesyjny przechylonego skrajnie jasnego dysku akrecyjnego jest spowodowany wirowaniem czarnej dziury. Co więcej, ten ruch precesyjny okresowo zmienia kierunek strumieni i promieniowania emitowanego z czarnej dziury, co wskazuje, że okresowe fluktuacje jasności skrajnie jasnych dysków akrecyjnych mogą być spowodowane przez spin czarnej dziury. Przyczyna takich okresowych fluktuacji nie była wcześniej znana.
W przyszłości naukowcy zamierzają zweryfikować, czy czarne dziury wirują, poprzez analizy porównawcze między symulacjami długoterminowymi a danymi obserwacyjnymi. To pionierskie osiągnięcie może pogłębić nasze zrozumienie tego, w jaki sposób spin czarnej dziury wpływa na zjawiska kosmiczne i wniesie znaczący wkład w uwierzytelnienie ram czasoprzestrzennych czarnych dziur i ogólnej teorii względności.
Wyniki pracy zostały opublikowane w The Astrophysical Journal.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
