Disco di accrescimento (rosso) attorno a un buco nero supermassiccio. Raggi rilasciati verticalmente
Gli astrofisici hanno sviluppato un nuovo modello per testare l'ipotesi di buchi neri supermassicci nei centri galattici. Con il suo aiuto, è possibile prevedere quanta energia rotazionale perde un buco nero quando rilascia raggi di una sostanza ionizzante (getti astrofisici). Le perdite di energia sono stimate sulla base dei calcoli del campo magnetico del getto.
Gli scienziati hanno visto centinaia di jet relativistici. Stiamo parlando di grandi deflussi di materia nascosti da nuclei galattici attivi che ospitano buchi neri supermassicci. La materia nel getto accelera quasi alla velocità della luce, quindi viene usato il termine "relativistico". Questi getti sono enormi, anche in strutture astronomiche: possono essere estratti da una piccola percentuale del raggio galattico (300.000 volte il buco nero corrispondente).
Ma ci sono ancora molte domande sui jet. In realtà, i ricercatori non sanno ancora esattamente di cosa sono fatti, dal momento che il sondaggio non fornisce linee spettrali. Si presume che siano rappresentati da elettroni e positroni o protoni. La materia che ruota e cade in un buco nero è chiamata disco di accrescimento. Che gioca un ruolo importante nella formazione del jet. Si ritiene che un buco nero con un disco di accrescimento diventi il meccanismo più efficace per la trasformazione dell'energia (può superare il 100%).
A suo modo, il principio ricorda il lavoro di una bicicletta elettrica. Tuttavia, vi è una discrepanza tra l'energia in entrata e l'energia rilasciata. Sembra che ci sia una fonte di energia nascosta. Questo è un tipo di batteria che alimenta la rotazione di un buco nero.
Con l'aiuto dell'accrescimento, un buco nero ottiene un momento angolare (accelera). I getti sono intessuti nell'energia della rotazione. Effetti simili possono essere visti in giovani oggetti stellari. Ma la loro velocità di rotazione è molto inferiore.
Struttura del campo magnetico trasversale del getto
Recentemente, gli scienziati hanno creato un nuovo metodo per misurare i campi magnetici nei getti, rilasciato da nuclei galattici attivi. Un buco nero non ha il suo campo magnetico. Ma attorno ad esso un campo magnetico verticale è generato da una sostanza ionizzabile nel disco di accrescimento. Per calcolare la perdita di energia rotazionale, è necessario trovare il flusso magnetico attraverso il confine attorno al buco nero (orizzonte degli eventi). Avendo un enorme buco nero, puoi calcolare la distanza dall'asse di rotazione all'orizzonte degli eventi. Ciò consente di determinare la differenza di potenziale elettrico tra l'asse di rotazione e il confine. Quando si tiene conto del campo elettrico schermato nel plasma, è possibile rilevare una corrente elettrica vicino al buco nero. Conoscendo gli indicatori delle differenze attuali e potenziali, sarà possibile stimare la quantità di energia persa.
L'analisi mostra una correlazione tra potenza totale del getto e perdita di energia rotazionale. È interessante notare che lo studio utilizza un modello recente di struttura reattiva. In precedenza, si riteneva che i getti avessero una struttura trasversale uniforme. Ora il campo di getto è non uniforme, il che offre risultati più accurati.
La maggior parte delle galassie con jet vive troppo lontano per determinare l'esatta struttura dei loro campi magnetici. Pertanto, possiamo solo fare affidamento su esperimenti e modelli. Questo lavoro teorico ci consente di stimare la perdita di energia rotazionale senza conoscere la velocità di rotazione. Prende solo una misura del campo magnetico.
