Supermassiivisten mustien aukkojen roihut syntyvät katkeilleesta magneettikentästä

Simulaatiot osoittavat, että mustien aukkojen roihut muodostuvat magneettikentän katketessa ja järjestyessä uudelleen. James Webb -teleskoopin havainnot voivat auttaa uuden mallin vahvistamisessa.

Kansainvälinen ryhmä tutkijoita ajoi simulaatioita kolmen Yhdysvalloissa sijaitsevan supertietokoneen voimin. Tuloksena oli yli 1 000 kertaa aiempaa tarkempi näkymä mustan aukon ympäristöön.

Tulosten mukaan mustien aukkojen purkaukset saavat alkunsa aukkoa kohti liikkuvan aineen ja magneettikentän vuorovaikutuksesta.

Aukkoon putoava aine aiheuttaa magneettikentän puristumisen, katkeamisen ja kytkeytymisen uudelleen. Tämä vapauttaa energiaa, joka puolestaan heittää kuumaa plasmaa lähes valon nopeudella joko mustaa aukkoa kohti tai ulos avaruuteen.

Roihujen kannalta oleellista on, että prosessissa plasmahiukkaset voivat edelleen säteillä osan niiden liike-energiasta fotoneina ja antaa myös lähellä oleville fotoneille energiapotkun. Roihut syntyvät näistä tehostetuista fotoneista.

Malli ennustaa lisäksi, että mustan aukon oltua jonkin aikaa aktiivinen sen magneettinen kenttäenergia hiipuu, kunnes prosessi taas alkaa alusta. Näin selittyisi jaksollisuus, jota mustien aukkojen purkauksissa havaitaan.

Tutkijoiden mukaan James Webb - ja Event Horizon -teleskooppien havaintojen yhdistäminen voi auttaa vahvistamaan simulaatioiden tulokset. "Se jää nähtäväksi", sanoo Bart Ripperda Flatiron-instituutista. Sillä aikaa hän keskittyy kollegoineen edelleen parantamaan simulaatioiden tarkkuutta.

Aiheesta lisää Simons Foundation (englanniksi)