Tim iz Flatiron Institute iskoristio je dva superračunara da izvede najdetaljnije simulacije akrecije na zvezdane crne rupe bez ranijih pojednostavljenja. Model kombinuje relativističko tretiranje zračenja, dinamiku plazme i magnetska polja i objašnjava formiranje gustih akrecionih diskova, snažnih vetrova i uskih lijevaka koji stvaraju vidljive snopove zračenja. Autori planiraju da testiraju primenjivost modela na supermasivne crne rupe, uključujući Sagittarius A*, i veruju da rezultati mogu objasniti "male crvene tačkice" sa slabim rendgenskim zračenjem.
Superračunari Otkrivaju Šta Se Zaista Dešava Uz Crne Rupe
Bright line of yellow light across two purple flashes
Granice oko crnih rupa često se zamišljaju kao haotična mesta u kojima materija biva povučena u ponor, a zaustavlja je jedino zaslepljujuća energija zračenja koja izbija iz ivice tame. Ipak, detaljno predviđanje ovih dinamičnih pojava dugo je bilo teško zbog složenosti zakrivljenog prostora i ekstremne fizike koja vlada kod crnih rupa.
Nova studija istraživača iz Flatiron Institute donosi najdetaljnije do sada simulacije akrecije na zvezdane crne rupe — i to bez pojednostavljenja koja su ranije bila neophodna da bi proračuni bili izvodljivi. Tim je koristio dva moćna superračunara i kombinovao opservacione podatke o protoku akrecije sa merenjima rotacije i konfiguracije magnetskog polja.
Simulations showed that the gas disk around a fast-spinning, rapidly accreting black hole gets denser towards the middle, while a powerful jet of gas shoots outwards, guided by magnetic fields. ((Zhang et al.,ApJ, 2025)
Šta su simulacije pokazale?
Model opisuje kretanje gasa, fotona i magnetskog polja u okolini crne rupe veličine bliske Suncu, uključujući punu relativističku obradu zračenja. Rezultati otkrivaju:
- Formiranje gustih akrecionih diskova koji apsorbuju veliku količinu zračenja i energiju oslobađaju pretežno kroz vetrove i mlazeve.
- Nastanak uskog lijevka (funnel) koji usmerava materiju i stvara snažan snop izlaznog zračenja vidljiv samo sa određenih uglova posmatranja.
- Ključnu ulogu konfiguracije magnetskog polja u usmeravanju gasa ka horizontu događaja i u oblikovanju vetrova i mlazova.
"Ovo je prvi put da možemo videti šta se dešava kada su najvažniji fizički procesi u akreciji crnih rupa uključeni sa visokim stepenom tačnosti", kaže astrofizičar Lizhong Zhang iz Flatiron Institute.
Autori naglašavaju da su sistemi ekstremno nelinearni: svako prejednostavljivanje može drastično promeniti ishod simulacija. Njihov algoritam tretira zračenje u okviru opšte teorije relativnosti i prati propagaciju fotona u zakrivljenom prostoru-vremenu, a u kombinaciji sa modelom fluida konvergira ka poznatim rešenjima za talase i šokove.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
Širi uticaj i dalji koraci
Tim planira da testira da li se njihovi rezultati primenjuju i na supermasivne crne rupe, uključujući Sagittarius A* u centru Mlečnog puta. Istraživači smatraju da njihovi nalazi mogu pomoći u objašnjenju nedavno uočenih "malih crvenih tačkica" koje emituju manje rendgenskog zračenja nego što se očekivalo.
Rad je objavljen u časopisu The Astrophysical Journal, a metoda predstavlja značajan korak napred u modelovanju relativističke akrecije bez uobičajenih pojednostavljenja.
Pomozite nam da budemo bolji.
