Accretieschijf (rood) rond een superzwaar zwart gat. Stralen worden verticaal vrijgegeven
Astrofysici hebben een nieuw model ontwikkeld om de hypothese van superzware zwarte gaten in galactische centra te testen. Met zijn hulp is het mogelijk om te voorspellen hoeveel rotatie-energie een zwart gat verliest wanneer het stralen van een ioniserende substantie (astrofysische stralen) afgeeft. Energieverliezen worden geschat op basis van berekeningen van het magnetische veld van de jet.
Wetenschappers hebben honderden relativistische stralen bekeken. We hebben het over grote uitstroom van materie afgescheiden door actieve galactische kernen die superzware zwarte gaten herbergen. Materie in de straal versnelt naar bijna de snelheid van het licht, dus de term "relativistisch" wordt gebruikt. Deze stralen zijn enorm, zelfs in astronomische kaders - ze kunnen met een paar procent van de galactische straal worden uitgerekt (300.000 keer het overeenkomstige zwarte gat).
Maar er zijn nog steeds veel vragen over jets. Onderzoekers weten nog steeds niet precies waar ze van zijn gemaakt, omdat het onderzoek geen spectraallijnen biedt. Er wordt aangenomen dat ze worden voorgesteld door elektronen en positronen of protonen. De materie die draait en in een zwart gat valt, wordt een aanwasschijf genoemd. Dat het een belangrijke rol speelt in de vorming van de jet. Er wordt aangenomen dat een zwart gat met een aanwasschijf het meest effectieve mechanisme voor energietransformatie is (het kan meer dan 100% bedragen).
Op zijn manier lijkt het principe op het werk van een elektrische fiets. Er is echter een mismatch tussen de inkomende energie en de vrijgegeven energie. Het lijkt erop dat er een verborgen energiebron is. Dit is een soort batterij die de rotatie van een zwart gat voedt.
Met behulp van accretie krijgt een zwart gat een impulsmoment (versnelt). De stralen worden in de rotatie-energie verweven. Vergelijkbare effecten zijn te zien in jonge sterrenobjecten. Maar hun rotatiesnelheid is veel minder.
Transverse magnetische veldstructuur van de jet
Onlangs hebben wetenschappers een nieuwe methode ontwikkeld voor het meten van magnetische velden in stralen, vrijgegeven door actieve galactische kernen. Een zwart gat heeft geen eigen magnetisch veld. Maar daaromheen wordt een verticaal magnetisch veld gegenereerd door een ioniseerbare stof in de aanwasschijf. Om het verlies van rotatie-energie te berekenen, is het noodzakelijk om de magnetische flux door de grens rond het zwarte gat (gebeurtenishorizon) te vinden. Als u een enorm zwart gat hebt, kunt u de afstand van de rotatieas tot de gebeurtenishorizon berekenen. Hiermee kunt u het potentiaalverschil tussen de rotatie-as en de grens bepalen. Wanneer rekening wordt gehouden met het afgeschermde elektrische veld in het plasma, kan een elektrische stroom nabij het zwarte gat worden gedetecteerd. Als we de indicatoren van stroom en potentiaalverschil kennen, is het mogelijk om de hoeveelheid verloren energie te schatten.
De analyse toont een correlatie tussen totale jetkracht en verlies van rotatie-energie. Interessant is dat de studie een recent model van reactieve structuur gebruikt. Eerder werd gedacht dat de stralen een uniforme dwarsstructuur hadden. Het straalveld is nu niet-uniform, wat nauwkeuriger resultaten oplevert.
De meeste sterrenstelsels met jets leven te ver om de exacte structuur van hun magnetische velden te bepalen. Daarom kunnen we alleen vertrouwen op experimenten en modellen. Dit theoretische werk stelt ons in staat om het verlies van rotatie-energie te schatten zonder de rotatiesnelheid te kennen. Het neemt alleen een meting van het magnetisch veld.
