Разгадаха тайната на рентгеновата светлина от черните дупки

14 юни 2013 г — Тайната която затрудняваше астрофизиците в продължение на десетилетия: как черните дупки излъчват толкова много високо-енергийни рентгенови лъчи?

Ново изследване на астрофизици от университета Джонс Хопкинс, НАСА и Рочестерския технологичен институт запълва пропастта между теорията и наблюденията като демонстрира, че спираловидно виещ се към черна дупка газ неминуемо води до излъчването на рентгенови емисии.

Разработката посочва, че докато газът се вие в спирала по посока на дадена черна дупка чрез фирмирането на така наречения акреционен диск, той се загрява до приблизително 10 милиона градуса по Целзий. Температурата в основното тяло на диска е приблизително 2000 пъти по-висока от тази на слънцето и излъчва ниско-енергийни или ‘меки’ рентгенови лъчи. Обаче, наблюденията също засякоха и ‘твърди’ рентгенови лъчи, които произвеждат до 100 пъти по-високи енергийни нива.

Джулиан Кролик, професор по физика и астрономия във Факултета по изкуствата и науките ‘Занвил Крийгър’ и неговите колеги учени използват комбинация от суперкомпютърни симулации и традиционни изчисления на ръка, за да достигнат до своите заключения. Подкрепен от 40 години на теоретичен напредък, екипът показа за първи път, че високо-енергийното излъчване на светлина не само че е възможно, но е и неизбежна последица при поглъщането на газове от дадена черна дупка.

„Черните дупки са наистина екзотични, с необичайно високи температури, невероятно бързи движения и гравитация, показващи цялата странност на общата теория на относителността”, казва Кролик. „Но нашите изчисления показват, че ние можем да разберем много за тях, използвайки дори само стандартните принципи на физиката”.

Трудът на екипа наскоро бе публикуван в печатното издание на списанието Astrophysical Journal. Сътрудници на Кролик в изследването са Джеръми Шнитман, астрофизик изследовател от Центъра за космически полети Годард на НАСА, и Скот Нобъл, научен сътрудник от Центъра за компютърна относителност и гравитация на Рочестерския технологичен институт. Шнитман е водещ автор в изследването.

С подобряването на качеството и количеството на наблюденията на високо-енергийната светлина през годините се натрупваха доказателства за това, че фотоните сигурно са създадени в горещ, разреден регион, наречен корона. Тази корона, вряща неудържимо над сравнително хладния акреционен диск, е подобна на короната, заобикаляща слънцето, която е отговорна за голяма част от ултравиолетовата и рентгеновата светимост, видима в слънчевия спектър.

Макар че изследвайки черните дупки и високо-енергийната светлина екипът потвърждава едно широко поддържано схващане, ролята на развиването на модерните технологии не трябва да бъде пренебрегвана. Стипендия от Националната научна фондация позволи на екипа да достигне до Рейнджър, суперкомпютърна система в Тексаския център за сложни компютърни изследвания, намиращ се в Тексаския университет в Остин. Рейнджър работи в продължение на 27 дни, повече от 600 часа, за да реши уравненията.

Нобъл разработи компютърната симулация, която решава всички уравнения, ръководещи сложното движение на погълнатия от черната дупка газ и на свързаните с него магнитни полета близо до поглъщащата го черна дупка. Покачващите се температура, плътност и скорост на влизащия в черната душка газ драматично засилват магнитните полета, процеждащи се през диска, които след това упражняват допълнително влияние върху газовете.

Резултатът е турбулентна пяна, орбитираща около черната дупка със скорост доближаваща се до скоростта на светлината. Изчисленията едновременно следят течността, електрическите и магнитните свойства на газа, като в същото време взимат под внимание теорията за относителността на Айнщайн.

„В някои отношения ние трябваше да изчакваме технологиите да ни настигат”, казва Кролик. „Именно цифровите симулации, случващи се на това ниво на качеството и разнасянето правят резултатите ни достоверни”.

Източник: Science Daily, Mystery of XRay Light from Black Holes Solved, 14 June 2013

Снимка: www.indiatimes.com

Ако статията ви харесва, молим ви да я споделите. Някъде някой може да се нуждае именно от тази информация. 

Авторски права и ограничения свързани с тях

zdravivsekiden.com дава право на Потребителите да ползват всички услуги, които са предоставяни в Сайта само за лични нужди с нетърговска цел, при условие, че не се нарушават авторските права на zdravivsekiden.com или на трети лица, свързани пряко или косвено с материалите на Сайта. Не се разрешава материалите на този Сайта да се променят по никакъв начин, нито да бъдат копирани, публично разпространявани или раздавани за каквато и да било обществена или търговска цел. Употребата на публикуваните в този интернет Сайт материали в други сайтове е забранена.

Материалите на този Сайт са под закрилата на закона за Авторското право и сродните му права и всяка непозволена употреба може да бъде нарушение на авторско право, права върху търговски марки или други законови разпоредби.

zdravivsekiden.com си запазва правото да преотстъпва правата за публикуване на материали и всякакви части от информацията на Сайта, на трети лица при допълнително сключен договор, уреждащ правата и задълженията, в писмена форма между zdravivsekiden.com и лицето, публикуващо информацията.

Здрави всеки ден