Črne luknje kot galaktični motorji: Nov pogled na sproščanje energije
Znanstveniki so odkrili novo razlago, kako črne luknje sproščajo energijo v svojo okolico, kar odpira svež pogled na delovanje teh skrivnostnih vesoljskih pojavov. Raziskave kažejo, da črne luknje niso le neizprosne požiralke snovi, temveč lahko delujejo kot močni viri energije, ki vplivajo na celotne galaksije. Ključno odkritje je, da hitrost njihovega vrtenja igra odločilno vlogo pri tem, koliko energije lahko oddajo. Višje kot je vrtenje, več energije lahko črna luknja sprosti, kar bi lahko pojasnilo nekatere najbolj svetle in dinamične pojave v vesolju.
Skupina raziskovalcev je s pomočjo naprednih simulacij preučevala, kako diski plina in prahu, ki obdajajo črne luknje, prispevajo k temu procesu, piše Space.com. Ti tako imenovani akrecijski diski naj bi bili ključni za pridobivanje energije iz vrtenja črnih lukenj. Rezultati kažejo, da črne luknje prek magnetnih polj in hitrega vrtenja ustvarjajo visokoenergijske curke delcev, ki se širijo v okolico. Odkritje poglablja naše razumevanje fizike črnih lukenj in nakazuje, da imajo super velike črne luknje v središčih galaksij večji vpliv na njihovo oblikovanje, kot smo mislili doslej.
Magnetna polja in curki: Ključ do energijskega potenciala
Eden od osrednjih vidikov raziskave je proces, znan kot učinek Blandford-Znajek, ki so ga znanstveniki začeli raziskovati že leta 1977. Ta proces opisuje, kako magnetna polja okoli črnih lukenj izkoriščajo njihovo vrtilno energijo za ustvarjanje močnih curkov delcev, ki sevajo iz polov teh objektov. Vprašanja o tem, kaj natančno določa količino sproščene energije so dolgo ostajala odprta. Nova študija je s simulacijami akrecijskega diska okoli supermasivne črne luknje pokazala, da je učinkovitost tega procesa tesno povezana s hitrostjo vrtenja in močjo magnetnih polj.
Jason Dexter, raziskovalec z univerze Colorado v Boulderju, je poudaril, da je bilo že prej znano, kako padajoči plin črpa energijo iz črne luknje za pogon curkov. Nova odkritja kažejo, da je količina pridobljene energije bistveno večja, kot so predvidevali prejšnji modeli. Ta energija se lahko sprosti kot svetloba, segreva okolico ali povzroči odtok plina, kar vse vpliva na območje blizu obzorja dogodkov – meje, prek katere nič ne more uiti črni luknji. Črne luknje tako postanejo pomemben vir svetlobe in toplote v svoji bližini.
Vpliv na galaksije: Od curkov do svetlih jeder
Super velike črne luknje, katerih mase presegajo milijone ali celo milijarde mas Sonca, so že dolgo v središču pozornosti znanstvenikov, ki preučujejo aktivna galaktična jedra (AGN). Ta jedra so izjemno svetla območja v središčih galaksij, ki pogosto zasenčijo svetlobo vseh zvezd v njihovi okolici. Da bi dosegla takšno svetlost, potrebujejo ogromne količine energije, ki očitno izvirajo iz črnih lukenj. Raziskovalci so se osredotočili na to, kako akrecijski diski in magnetna polja prispevajo k temu pojavu.
Prejšnje študije so se pogosto ukvarjale z manj svetlimi sistemi, kjer so akrecijski tokovi bolj razpršeni. Tokrat pa je ekipa uporabila napreden računalniški model, imenovan 3D splošna relativistična magnetohidrodinamika, ki simulira obnašanje pregrete plazme v bližini črnih lukenj. Model je razkril, da močna magnetna polja stabilizirajo goste in tanke diske, hkrati pa povečujejo učinkovitost pridobivanja energije. Med 10 in 70 odstotkov energije, pridobljene iz vrtenja črne luknje, se usmeri v curke, preostanek pa segreva disk ali se razprši kot toplota.
Svetlost in prihodnje raziskave
Ekipa je ugotovila, da moč magnetnih polj neposredno vpliva na svetlost akrecijskega diska, kar bi lahko pojasnilo, zakaj so nekatera galaktična jedra svetlejša, kot napovedujejo teorije. Prasun Dhang, podoktorski raziskovalec na univerzi Colorado, je izpostavil, da bi neizkoriščena energija lahko segrevala disk in prispevala k nastanku korone – vročega plinskega ovoja okoli črne luknje. Slednje pa odpira nova vprašanja o tem, kako ti procesi vplivajo na okolico črnih lukenj.
Raziskava, objavljena 14. februarja v reviji The Astrophysical Journal, je le začetek. Znanstveniki načrtujejo nadaljnje simulacije, da bi bolje razumeli nastanek koron in druge pojave okoli črnih lukenj. Njihova odkritja nakazujejo, da črne luknje niso le pasivni uničevalci, temveč aktivni gradniki vesolja, ki s sproščanjem energije oblikujejo galaksije, kakršne poznamo danes.
Portal24; Foto: Pexels
