Sciencemag.cz
Doporučujeme
Výzkum poukazuje na zásadní rozdíl mezi turbulencí akrečních disků černých děr a turbulencí slunečního větru.
Výzkumníci z japonských Tohoku University a Utsunomiya University pokročili v pochopení povahy turbulence v akrečních discích obklopujících černé díry. Pomocí superpočítačů provedli simulace těchto jevů v dosud nejvyšším rozlišení.
Akreční disk je tvořen plynem ve tvaru disku, který se spirálovitě stáčí dovnitř směrem k centrální černé díře. Tyto disky představují jeden ze způsobů, jak nepřímo pozorovat účinky černých děr, protože vyzařují elektromagnetické záření, které lze detekovat dalekohledy.
„Přesná simulace chování akrečních disků významně posouvá naše chápání fyzikálních jevů kolem černých děr,“ uvádí spoluautor studie Yohei Kawazura. „Poskytuje nám zásadní poznatky pro interpretaci dat z dalekohledu Event Horizon Telescope.“
Výzkumníci využili superpočítače jako RIKENs Fugaku (do roku 2022 nejrychlejší počítač na světě) a NAOJ ATERUI II k provádění simulací s nebývale vysokým rozlišením. Studie tak dokázala modelovat jevy v celém rozsahu a zahrnout/popsat v akrečním disku víry všech velikostí. Průvodní tisková zpráva uvádí, že v systému dominují „pomalé magnetosonické vlny“. Toto zjištění vysvětluje, proč jsou ionty v akrečním disku selektivně zahřívány. Turbulentní elektromagnetická pole v akrečních discích interagují s nabitými částicemi a potenciálně některé z nich urychlují na extrémně vysoké energie.
V magnetohydronamice tvoří základní typy vln magnetosonické vlny (pomalé a rychlé) a Alfvénovy vlny. Bylo zjištěno, že pomalé magnetosonické vlny převládají a nesou přibližně dvakrát větší energii než Alfvénovy vlny. Výzkum také poukazuje na zásadní rozdíl mezi turbulencí akrečních disků černých děr a turbulencí slunečního větru, kde naopak dominují Alfvénovy vlny.
Alfvénovy vlny jsou anizotropní magnetoakustické vlny… Šíří se ionizovaném prostředí (plazmatu) za přítomnosti magnetického pole. (Prostě jde o analogii zvukových vln v plazmatu.) (Wikipedia.cz)
Yohei Kawazura et al, Inertial range of magnetorotational turbulence, Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adp4965
Zdroj: Tohoku University / Phys.org
