Астрофизици обясниха как черни дупки и неутронни звезди светят ярко
Десетилетия наред учените спекулират с произхода на електромагнитното лъчение от райони в космоса, в които се намират черни дупки и неутронни звезди - най-мистериозните обекти във Вселената.
Астрофизиците считат, че това високоенергийно лъчение - което кара неутронните звезди и черните дупки да блестят - се генерира от електрони, които се движат съвсем със скоростта на светлината, само че процесът, който форсира тези частици, остава мистерия. Сега откриватели от университета " Колумбия " показаха ново пояснение за физиката, която стои в основата на ускорението на тези енергийни частици.
В изследване, оповестено в декемврийския брой на The Astrophysical Journal, астрофизиците Лука Комисо и Лоренцо Сирони употребяват солидни суперкомпютърни симулации, с цел да изчислят механизмите, които форсират тези частици. Те заключиха, че тяхното енергизиране е резултат от взаимоотношението сред безредно придвижване и наново свързване на суперсилни магнитни полета.
" Турбулентността и магнитното наново свързване - развой, при който линиите на магнитното поле се раздират и бързо се свързват още веднъж - взаимодействат, с цел да ускорят частиците, засилвайки ги до скорости, които се приближават до скоростта на светлината ", разяснява Лука Комисо.
" Районът, в който се намират черни дупки и неутронни звезди, е с от извънредно парещ газ от заредени частици, а линиите на магнитното поле, завлечени от безредните придвижвания на газа, водят до бързо магнитно възобновяване. Благодарение на полето, провокирано от наново свързване и турбулентност, частиците се форсират рисково, доста повече, в сравнение с в най-мощните ускорители на Земята, като Големия адронен колайдер в ЦЕРН. "
При проучване на турбулентния газ учените не могат да плануват тъкмо безредното придвижване. Справянето с математиката на турбулентността е мъчно и съставлява един от седемте математически казуса " Награда на хилядолетието ". За да се оправят с това предизвикателство от астрофизична позиция, Комисо и Сирони и проектират големи суперкомпютърни симулации - измежду най-големите в света, правени в миналото в тази изследователска област - с цел да разрешат уравненията, които разказват турбуленцията в газ от заредени частици.
" Използвахме най-прецизната техника - методът на частиците в клетката - за пресмятане на траекториите на стотици милиарди заредени частици, които независимо диктуват електромагнитните полета. И точно това електромагнитно поле им споделя по какъв начин да се движат ", добавя Сирони.
Учените потвърдиха теорията на Айнщайн за свръхмасивните черни дупки
Наблюдават звезда привлечена от гравитациооното поле на черна дупка в центъра на Млечния път
Сирони изяснява, че решаващият миг на проучването е да се дефинира ролята на магнитното възобновяване в турбулентната среда. Симулациите демонстрираха, че повторното свързване е главният механизъм, който избира частиците, които след това ще бъдат ускорени от турбулентните магнитни полета до най-високите сили.
Симулациите също по този начин разкриват, че частиците събират по-голямата част от силата си, подскачайки на инцидентен принцип с извънредно висока скорост от турбулентните съмнения. Когато магнитното поле е мощно, този механизъм за ускоряване е доста бърз. Но мощните полета също принуждават частиците да се движат по лъкатушен път и по този метод излъчват електромагнитно излъчване.
" Това е радиацията, предавана към черните дупки и неутронните звезди, които ги карат да блестят, събитие, което можем да следим и на Земята ", разяснява Сирони.
Крайната цел, съгласно откривателите, е да опознаят какво в действителност се случва в рисковата среда, заобикаляща черните дупки и неутронните звезди, което би могло да хвърли спомагателна светлина върху фундаменталната физика и да усъвършенства разбирането ни за това по какъв начин работи нашата Вселена.
Те възнамеряват да обвържат работата си още по-сериозно с наблюденията, като съпоставят прогнозите с електромагнитния набор, предаван от Мъглявината Рак, най-интензивно изучаваният ослепителен излишък от свръхнова (звезда, която бурно избухва през 1054 г.), като това ще е сериозен тест за теоретичното пояснение.
" Решихме значима връзка сред турбулентността и магнитното наново свързване за ускорение на частиците, само че към момента има толкоз доста работа. Напредъкът в тази област на научни проучвания рядко е принос на шепа учени, той е резултат от съществени старания и съдействие ", изяснява Комисо.
Други откриватели, като групата за плазмена астрофизика в университета " Колорадо Боулдър ", дават значим принос в тази посока, добавя той.
Показаха първата същинска фотография на черна дупка
Дебют на " Хоризонт на събитията " от центъра на вселена М87
Източник:
В друго изследване, оповестено в списанието Nature, китайски астрономи разказват в детайли откритието си на черна дупка, кръстена LB-1, в Млечния път с маса към 70 пъти по-голяма от тази на слънцето. Преди това учените смятаха, че те могат да бъдат единствено към 20 пъти по-големи от масата на слънцето.
Изследователски екип от Китайската академия на науките употребява многообектния спектроскопичен телескоп (LAMOST) в търсене LB-1. Използвайки LAMOST, екипът открива звезди, които се движат, обикаляйки в орбита към видимо незабележим обект.
Последващи наблюдения с телескопи в Испания и Съединени американски щати водят до откриването на звезда, която е към осем пъти по-голяма от слънцето, обикалящо към черната дупка на всеки 79 дни. Масивната звезда обикаля в орбита на своя " мрачен сателит ", ситуиран на към 15 хиляди светлинни години от Земята.
Според прессъобщенията, " такова търсене е като пословичното търсена на игла в купа сено: единствено една звезда от хиляда би могла да обикаля към черна дупка ".
Публикуваха последната публикация на Стивън Хокинг – за „ пухкавите “ черни дупки
Работил е по нея през последните си дни…
" Черни дупки с такава маса даже не би трябвало да съществуват в нашата вселена, съгласно множеството модерни модели на звездна еволюция ", разяснява водещият откривател професор Лиу Джифън. " Смятахме, че доста солидни звезди с химически състав, характерен за нашата вселена, би трябвало да изхвърлят по-голямата част от своя газ при мощни звездни ветрове, когато наближат края на живота си. "
" Следователно те не би трябвало да оставят след себе си подобен солиден излишък. LB-1 е два пъти по-масивна от това, което сметяхме за допустимо. Сега теоретиците ще би трябвало да се оправят с предизвикването да обяснят нейното образуване. "
Някои звездни черни дупки се откриват, когато гълтам газ от друга звезда. Това ги кара да отделят мощни енергийни излъчвания, само че тези феномени са нещо рядко срещано. Тъй като звездните черни дупки са толкоз сложни за идентифициране, са измерени единствено двадесетина.
Астрономите считат, че в галактиката Млечен път може да съществуват до 100 милиона черни дупки.
" Това изобретение ни принуждава да преразгледаме нашите модели за това по какъв начин се образуват черни дупки със звездна маса ", изяснява професорът от Университета във Флорида Дейвид Рейце, шеф на Обсерваторията за гравитационни талази.
Последните изследвания на гравитационни детектори за талази LIGO и Virgo откриха пулсации в галактическото пространство-време, породени от конфликти на черни дупки, които по-късно се сливат, с цел да основат нови, по-големи. Но това е първият път, когато в Млечния път е открита черна дупка с подобен мащаб.
" Този забележителен резултат, дружно с откритите с LIGO-Virgo конфликти на бинарни черни дупки през последните четири години, в действителност насочва към подем в нашето схващане за астрофизиката на черните дупки ", добавя Рйце.
Деветата планета в Слънчевата система може и да е дребна черна дупка
Учени търсят рентгенови лъчи, гама-лъчи и други типове радиация предавани от обекта
Астрофизиците считат, че това високоенергийно лъчение - което кара неутронните звезди и черните дупки да блестят - се генерира от електрони, които се движат съвсем със скоростта на светлината, само че процесът, който форсира тези частици, остава мистерия. Сега откриватели от университета " Колумбия " показаха ново пояснение за физиката, която стои в основата на ускорението на тези енергийни частици.
В изследване, оповестено в декемврийския брой на The Astrophysical Journal, астрофизиците Лука Комисо и Лоренцо Сирони употребяват солидни суперкомпютърни симулации, с цел да изчислят механизмите, които форсират тези частици. Те заключиха, че тяхното енергизиране е резултат от взаимоотношението сред безредно придвижване и наново свързване на суперсилни магнитни полета.
" Турбулентността и магнитното наново свързване - развой, при който линиите на магнитното поле се раздират и бързо се свързват още веднъж - взаимодействат, с цел да ускорят частиците, засилвайки ги до скорости, които се приближават до скоростта на светлината ", разяснява Лука Комисо.
" Районът, в който се намират черни дупки и неутронни звезди, е с от извънредно парещ газ от заредени частици, а линиите на магнитното поле, завлечени от безредните придвижвания на газа, водят до бързо магнитно възобновяване. Благодарение на полето, провокирано от наново свързване и турбулентност, частиците се форсират рисково, доста повече, в сравнение с в най-мощните ускорители на Земята, като Големия адронен колайдер в ЦЕРН. "
При проучване на турбулентния газ учените не могат да плануват тъкмо безредното придвижване. Справянето с математиката на турбулентността е мъчно и съставлява един от седемте математически казуса " Награда на хилядолетието ". За да се оправят с това предизвикателство от астрофизична позиция, Комисо и Сирони и проектират големи суперкомпютърни симулации - измежду най-големите в света, правени в миналото в тази изследователска област - с цел да разрешат уравненията, които разказват турбуленцията в газ от заредени частици.
" Използвахме най-прецизната техника - методът на частиците в клетката - за пресмятане на траекториите на стотици милиарди заредени частици, които независимо диктуват електромагнитните полета. И точно това електромагнитно поле им споделя по какъв начин да се движат ", добавя Сирони.
Учените потвърдиха теорията на Айнщайн за свръхмасивните черни дупки
Наблюдават звезда привлечена от гравитациооното поле на черна дупка в центъра на Млечния път
Сирони изяснява, че решаващият миг на проучването е да се дефинира ролята на магнитното възобновяване в турбулентната среда. Симулациите демонстрираха, че повторното свързване е главният механизъм, който избира частиците, които след това ще бъдат ускорени от турбулентните магнитни полета до най-високите сили.
Симулациите също по този начин разкриват, че частиците събират по-голямата част от силата си, подскачайки на инцидентен принцип с извънредно висока скорост от турбулентните съмнения. Когато магнитното поле е мощно, този механизъм за ускоряване е доста бърз. Но мощните полета също принуждават частиците да се движат по лъкатушен път и по този метод излъчват електромагнитно излъчване.
" Това е радиацията, предавана към черните дупки и неутронните звезди, които ги карат да блестят, събитие, което можем да следим и на Земята ", разяснява Сирони.
Крайната цел, съгласно откривателите, е да опознаят какво в действителност се случва в рисковата среда, заобикаляща черните дупки и неутронните звезди, което би могло да хвърли спомагателна светлина върху фундаменталната физика и да усъвършенства разбирането ни за това по какъв начин работи нашата Вселена.
Те възнамеряват да обвържат работата си още по-сериозно с наблюденията, като съпоставят прогнозите с електромагнитния набор, предаван от Мъглявината Рак, най-интензивно изучаваният ослепителен излишък от свръхнова (звезда, която бурно избухва през 1054 г.), като това ще е сериозен тест за теоретичното пояснение.
" Решихме значима връзка сред турбулентността и магнитното наново свързване за ускорение на частиците, само че към момента има толкоз доста работа. Напредъкът в тази област на научни проучвания рядко е принос на шепа учени, той е резултат от съществени старания и съдействие ", изяснява Комисо.
Други откриватели, като групата за плазмена астрофизика в университета " Колорадо Боулдър ", дават значим принос в тази посока, добавя той.
Показаха първата същинска фотография на черна дупка
Дебют на " Хоризонт на събитията " от центъра на вселена М87
Източник:
В друго изследване, оповестено в списанието Nature, китайски астрономи разказват в детайли откритието си на черна дупка, кръстена LB-1, в Млечния път с маса към 70 пъти по-голяма от тази на слънцето. Преди това учените смятаха, че те могат да бъдат единствено към 20 пъти по-големи от масата на слънцето.
Изследователски екип от Китайската академия на науките употребява многообектния спектроскопичен телескоп (LAMOST) в търсене LB-1. Използвайки LAMOST, екипът открива звезди, които се движат, обикаляйки в орбита към видимо незабележим обект.
Последващи наблюдения с телескопи в Испания и Съединени американски щати водят до откриването на звезда, която е към осем пъти по-голяма от слънцето, обикалящо към черната дупка на всеки 79 дни. Масивната звезда обикаля в орбита на своя " мрачен сателит ", ситуиран на към 15 хиляди светлинни години от Земята.
Според прессъобщенията, " такова търсене е като пословичното търсена на игла в купа сено: единствено една звезда от хиляда би могла да обикаля към черна дупка ".
Публикуваха последната публикация на Стивън Хокинг – за „ пухкавите “ черни дупки
Работил е по нея през последните си дни…
" Черни дупки с такава маса даже не би трябвало да съществуват в нашата вселена, съгласно множеството модерни модели на звездна еволюция ", разяснява водещият откривател професор Лиу Джифън. " Смятахме, че доста солидни звезди с химически състав, характерен за нашата вселена, би трябвало да изхвърлят по-голямата част от своя газ при мощни звездни ветрове, когато наближат края на живота си. "
" Следователно те не би трябвало да оставят след себе си подобен солиден излишък. LB-1 е два пъти по-масивна от това, което сметяхме за допустимо. Сега теоретиците ще би трябвало да се оправят с предизвикването да обяснят нейното образуване. "
Някои звездни черни дупки се откриват, когато гълтам газ от друга звезда. Това ги кара да отделят мощни енергийни излъчвания, само че тези феномени са нещо рядко срещано. Тъй като звездните черни дупки са толкоз сложни за идентифициране, са измерени единствено двадесетина.
Астрономите считат, че в галактиката Млечен път може да съществуват до 100 милиона черни дупки.
" Това изобретение ни принуждава да преразгледаме нашите модели за това по какъв начин се образуват черни дупки със звездна маса ", изяснява професорът от Университета във Флорида Дейвид Рейце, шеф на Обсерваторията за гравитационни талази.
Последните изследвания на гравитационни детектори за талази LIGO и Virgo откриха пулсации в галактическото пространство-време, породени от конфликти на черни дупки, които по-късно се сливат, с цел да основат нови, по-големи. Но това е първият път, когато в Млечния път е открита черна дупка с подобен мащаб.
" Този забележителен резултат, дружно с откритите с LIGO-Virgo конфликти на бинарни черни дупки през последните четири години, в действителност насочва към подем в нашето схващане за астрофизиката на черните дупки ", добавя Рйце.
Деветата планета в Слънчевата система може и да е дребна черна дупка
Учени търсят рентгенови лъчи, гама-лъчи и други типове радиация предавани от обекта
Източник: news.bg
КОМЕНТАРИ