Accretion disk (röd) runt ett supermassivt svart hål. Strålar släpptes vertikalt
Astrofysiker har utvecklat en ny modell för att testa hypotesen om supermassiva svarta hål i galaktiska centra. Med hjälp är det möjligt att förutsäga hur mycket rotationsenergi ett svart hål förlorar när det släpper ut joner av joniserande substanser (astrofysiska strålar). Energiförluster beräknas utifrån beräkningar av jetens magnetfält.
Forskare har sett hundratals relativistiska jets. Vi talar om stora utflöden av materia som utsöndras av aktiva galaktiska kärnor som rymmer supermassiva svarta hål. Materia i strålen accelererar till nästan ljusets hastighet, så används termen "relativistisk". Dessa strålar är enorma, även i astronomiska ramar - de kan dras ut av några få procent av den galaktiska radien (300 000 gånger motsvarande svarta hålet).
Men det finns fortfarande många frågor om jets. Faktum är att forskare fortfarande inte vet exakt vad de är tillverkade, eftersom undersökningen inte ger spektrallinjer. Det antas att de representeras av elektroner och positroner eller protoner. Frågan roterar och faller i ett svart hål kallas en accretionsdisk. Att det spelar en viktig roll vid bildandet av strålen. Man tror att ett svart hål med en accretionsdisk blir den mest effektiva mekanismen för energiomvandling (den kan överstiga 100%).
På sin egen väg liknar principen arbetet med en elektrisk cykel. Det finns emellertid en skillnad mellan inkommande energi och frigörd energi. Det verkar som om det finns en dold energikälla. Detta är ett slags batteri som matar rotationen av ett svart hål.
Med hjälp av accretion får ett svart hål ett vinkelmoment (accelererar). Djuren är vävda i rotationsenergin. Liknande effekter kan ses i unga stjärniga föremål. Men deras rotationshastighet är mycket mindre.
Strålens tvärgående magnetfältstruktur
Nyligen har forskare skapat en ny metod för att mäta magnetfält i jets, utgivna av aktiva galaktiska kärnor. Ett svart hål har inte ett eget magnetfält. Men runt det genereras ett vertikalt magnetfält av ett joniserbart ämne i ackretionsskivan. För att beräkna förlusten av rotationsenergi är det nödvändigt att hitta magnetflödet genom gränsen runt det svarta hålet (händelsehorisonten). Med ett massivt svart hål kan du beräkna avståndet från rotationsaxeln till händelsehorisonten. Detta gör att du kan bestämma den elektriska potentialskillnaden mellan rotationsaxeln och gränsen. När man tar hänsyn till det skärmade elektriska fältet i plasma kan en elektrisk ström nära det svarta hålet detekteras. Att veta indikatorerna för nuvarande och potentiell skillnad, kommer att vara möjligt att uppskatta hur mycket energi som förloras.
Analysen visar en korrelation mellan total strålkraft och förlust av rotationsenergi. Intressant använder studien en ny modell av reaktiv struktur. Tidigare trodde jetserna ha en likformig tvärgående struktur. Nu är jetfältet ojämnt vilket ger mer exakta resultat.
De flesta galaxer med jets lever för långt för att bestämma den exakta strukturen hos sina magnetfält. Därför kan vi bara lita på experiment och modeller. Detta teoretiska arbete gör det möjligt för oss att uppskatta förlusten av rotationsenergi utan att känna till rotationshastigheten. Det tar bara en mätning av magnetfältet.
