I buchi neri supermassicci che si nascondono nei centri galattici sono spesso descritti come mostri cosmici. Tuttavia, queste sono animali praticamente invisibili. Per trovarli, è necessario misurare la velocità delle nuvole di gas che ruotano attorno a loro.
Tuttavia, a volte dichiarano la loro esistenza, rilasciando potenti getti carichi di enormi volumi di energia che sono in grado di oscurare l'intero splendore delle stelle galattiche. Questi getti relativistici sono due flussi di plasma che si muovono in direzioni opposte a velocità prossime alla luce.
Ma la fisica che li controlla rimane misteriosa per molto tempo. Una nuova ricerca sta cercando di far luce su alcuni dei motivi per l'aspetto insolito dei jet. La loro esclusività si trova in una stabilità impressionante. Riescono a fuggire da una regione delle dimensioni di un orizzonte degli eventi e ad allontanarsi dalla galassia ospite, pur mantenendo la loro forma originale. Ciò corrisponde a una lunghezza che è un miliardo di volte il raggio originale. Immagina come una fontana viene tirata fuori da un tubo con una larghezza di 1 cm e rimane stabile per 10.000 km. Ma a grande distanza i getti perdono la loro coerenza e sviluppano strutture allungate che spesso assomigliano a vortici. Quindi, sono soggetti a qualche instabilità, cambiando aspetto.
Jet Dichotomy
Il primo jet astrofisico nel 1918 fu notato da Geber Curtis. Ha determinato che il fenomeno dovrebbe avere una connessione con il nucleo della galassia ellittica M87.
Negli anni '70 Bernie Fanaroff e Julia Riley sono stati in grado di esplorare un enorme numero di jet. Si sono resi conto che possono essere divisi in 2 classi: quelle la cui luminosità diminuisce con la distanza e quelle la cui luminosità aumenta ai bordi. Il secondo tipo è 100 volte più luminoso del primo. Entrambi sono dotati di una forma leggermente diversa alla fine - il primo assomiglia a un pennacchio lampeggiante, e il secondo - un flusso turbolento stretto.
Quando la corrente a getto riceve l'accelerazione da un buco nero, raggiunge il 99,9% della velocità della luce. A una tale velocità, il flusso di tempo nel getto misurato da un osservatore esterno rallenta, seguendo la teoria speciale di Einstein. Parti diverse del getto vengono scambiate tra loro e quindi proteggono la loro integrità.
Quando viene espulso da un buco nero, il getto si espande di lato. Questa espansione crea pressione all'interno del getto e la pressione del gas attorno al getto non diminuisce. Di conseguenza, la pressione del gas supera la pressione all'interno del getto e quindi viene compressa. A questo punto, le parti del getto convergono e ripristinano il contatto. Se determinate aree diventano instabili, ciò potrebbe influenzare l'intero raggio. È importante notare il fatto che dopo l'espansione e la contrazione il flusso non si sposta direttamente, ma lungo un percorso curvo. Le correnti curve possono soffrire di instabilità centrifuga e quindi formano una struttura a vortice.
I modelli computerizzati mostrano che i getti relativistici perdono stabilità a causa dell'instabilità centrifuga, che inizialmente colpisce solo il loro contatto con il gas galattico. Questa instabilità è così pericolosa che il getto non si alza ed è inferiore a quello turbolento.
Lo studio di questi processi ti consentirà di comprendere meglio l'impressionante stabilità dei getti astrofisici. Aiuterà anche a capire le due classi e le ragioni del loro aspetto.
