Naukowcy przeprowadzili innowacyjne symulacje wirujących czarnych dziur oparte na OTW, które wyjaśniły, że skrajnie jasny dysk akrecyjny wykazuje ruch precesyjny napędzany spinem czarnej dziury.
Odkrycie to podkreśla potencjał tego spinu jako głównego czynnika napędzającego okresowe fluktuacje jasności obserwowane w tych skrajnie jasnych dyskach akrecyjnych.
Gaz wiruje wokół czarnej dziury z powodu intensywnej grawitacji tejże, tworząc dysk akrecyjny. Dyski akrecyjne, będące jednymi z najbardziej wydajnych mechanizmów konwersji energii we Wszechświecie, emitują światło i strumienie plazmy. Gdy czarna dziura wiruje wokół własnej osi, dysk akrecyjny chwieje się jak bączek. Ten ruch precesyjny został zbadany w mniej jasnych dyskach akrecyjnych, ale nie jest jasne, czy to samo zjawisko występuje w skrajnie jasnych dyskach akrecyjnych, które emitują silne promieniowanie.
Naukowcy z Uniwersytetu Tsukuba przeprowadzili wielkoskalową symulację hydrodynamiki promieniowania elektromagnetycznego opartą na ogólnej teorii względności i po raz pierwszy wykazali, że ruch precesyjny przechylonego skrajnie jasnego dysku akrecyjnego jest spowodowany wirowaniem czarnej dziury. Co więcej, ten ruch precesyjny okresowo zmienia kierunek strumieni i promieniowania emitowanego z czarnej dziury, co wskazuje, że okresowe fluktuacje jasności skrajnie jasnych dysków akrecyjnych mogą być spowodowane przez spin czarnej dziury. Przyczyna takich okresowych fluktuacji nie była wcześniej znana.
W przyszłości naukowcy zamierzają zweryfikować, czy czarne dziury wirują, poprzez analizy porównawcze między symulacjami długoterminowymi a danymi obserwacyjnymi. To pionierskie osiągnięcie może pogłębić nasze zrozumienie tego, w jaki sposób spin czarnej dziury wpływa na zjawiska kosmiczne i wniesie znaczący wkład w uwierzytelnienie ram czasoprzestrzennych czarnych dziur i ogólnej teorii względności.
Wyniki pracy zostały opublikowane w The Astrophysical Journal.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
Uniwersytet Tsukuba
