画像クレジット：JHU
30年以上にわたり、天体物理学者たちはブラックホールが近くの物質を飲み込み、結果として莫大な量のエネルギーを放出する可能性があると信じてきました。しかし最近まで、物質をブラックホールに近づけるメカニズムは十分に理解されておらず、研究者たちはプロセスの詳細の多くに戸惑いを残しています。
しかし現在、ジョンズホプキンス大学の2人を含む研究者によって開発されたブラックホールのコンピューターシミュレーションは、これらの疑問のいくつかに答えており、この謎めいた現象の性質について一般に保持されている多くの仮定に挑戦しています。
「最近、研究チームのメンバーがいますか？ John HawleyとJean-Pierre De Villiersは、どちらもバージニア大学ですか？乱流や磁場から相対論的な重力まで、ブラックホールへの降着のすべての要素を追跡するのに十分な強力なコンピュータープログラムを作成しました。」とジョンズホプキンスのヘンリーA.ローランド物理天文学部教授であるJulian Krolikは述べています。 -研究チームのリーダー。 「これらのプログラムは、物質がブラックホールに落ちる複雑な話に新しいウィンドウを開いています。もつれた磁場とアインシュタインの重力が結合して、運命の物質から無限の刑務所へのエネルギーの最後のバーストを絞り出す方法を初めて明らかにしました穴。"
ニュートンの重力の説明が壊れるブラックホールの外縁の近くでは、通常の軌道はもはや不可能です。その時点で ？それとも過去30年間想像されてきたのでしょうか？物質はブラックホールにすばやくスムーズに静かに突入します。結局のところ、一般的な画像によると、ブラックホールは？その引力を発揮することを除いて？大量寄付の受け身です。
チームがブラックホールに陥った物質の最初の現実的な計算は、これらの期待の多くに強く矛盾しています。たとえば、ブラックホールの近くの生活は穏やかで静かなものではないことを示しています。代わりに、物質を強制的に内側に押し込む相対論的効果は、流体内のランダムな動きを拡大して、密度、速度、磁場の強さの激しい乱れを作り出し、物質の波と磁場を前後に動かします。研究チームの共同リーダーであるHawleyによれば、この暴力は目に見える結果をもたらす可能性があります。
「乱流に攪拌された流体と同様に、ブラックホールの縁のすぐ外側の物質が加熱されます。この余分な熱は、地球上の天文学者が見ることができる追加の光を作り出します」とHawleyは言いました。 「ブラックホールの特徴の1つは、その光出力が変化することです。
これは30年以上前から知られていますが、これまでこれらの変動の原因を研究することは不可能でした。暖房の激しい変動？現在ブラックホールの近くの磁力の自然な副産物であると見られていますか？ブラックホールの絶えず変化する明るさの自然な説明を提供します。」
ブラックホールの最も印象的な特性の1つは、光速に近い速度でジェットを放出する能力です。磁場がこのプロセスにとって非常に重要であると長い間考えられてきましたが、最新のシミュレーションは、磁場が降着ガスからどのように放出されてそのような噴流を生み出すことができるかを初めて示しています。
おそらく、チームの新しいコンピューターシミュレーションの最も驚くべき結果は、回転するブラックホールの近くにもたらされた磁場が、ホールのスピンを物質の軌道に結び付けて、自動車のトランスミッションが回転モーターを車軸に接続するのと同じ方法で、さらに遠くを周回することです。クロリク氏は次のように述べています。「ブラックホールが非常に急速に回転して誕生すると、その「ドライブトレイン」は非常に強力になり、追加の質量を捕らえると回転が遅くなります。質量の増加は「知事」として機能し、ブラックホールスピンに宇宙の速度制限を適用します。」
クロリックによれば、その「知事」はブラックホールの最も印象的な特性の多くに強い影響を与える可能性があります。たとえば、ブラックホールのジェットの強さはそのスピンに関連していると広く考えられているため、「スピン速度制限」がジェットの特徴的な強さを決定する可能性があると、クロリックは述べています。
全米科学財団から資金提供を受けたこの研究は、The Astrophysical Journalの4つの一連の論文に掲載されています。 （（De Villiers et al 2003、ApJ 599、1238; Hirose et al。2004、ApJ 606、1083; De Villiers et al。ApJ 620、879; Krolik et al。April 2005 ApJ in press。）シミュレーションが実行されましたNSFがサポートするサンディエゴスーパーコンピュータセンターで。研究チームには、同じくジョンズ・ホプキンスの広瀬重信も含まれていました。
元のソース：JHUニュースリリース
