Kredit gambar: JHU
Selama lebih dari 30 tahun, ahli astrofizik percaya bahawa lubang hitam dapat menelan bahan berdekatan dan mengeluarkan sejumlah besar tenaga akibatnya. Namun, sehingga baru-baru ini, mekanisme yang membawa bahan dekat dengan lubang hitam kurang difahami, membuat para penyelidik bingung mengenai banyak perincian prosesnya.
Namun, sekarang, simulasi komputer lubang hitam yang dikembangkan oleh penyelidik, termasuk dua di The Johns Hopkins University, menjawab beberapa soalan tersebut dan mencabar banyak andaian yang sering berlaku mengenai sifat fenomena misteri ini.
"Baru-baru ini ada anggota pasukan penyelidikan? John Hawley dan Jean-Pierre De Villiers, kedua-duanya dari University of Virginia? mencipta program komputer yang cukup kuat untuk mengesan semua elemen pertambahan ke lubang hitam, dari medan pergolakan dan magnet hingga graviti relativistik, ”kata Julian Krolik, seorang profesor di Jabatan Fizik dan Astronomi Henry A. Rowland di Johns Hopkins, dan -kepimpinan pasukan penyelidik. "Program-program ini membuka jendela baru mengenai kisah rumit tentang bagaimana jirim jatuh ke dalam lubang hitam, mengungkapkan untuk pertama kalinya bagaimana medan magnet yang kusut dan graviti Einstein bergabung untuk mengeluarkan ledakan tenaga terakhir dari bahan yang ditakdirkan hingga penjara yang tak terhingga dalam warna hitam lubang. "
Dekat dengan pinggir luar lubang hitam, di mana perihalan graviti Newtonian pecah, orbit biasa tidak lagi mungkin. Pada ketika itu ? atau begitulah yang dibayangkan selama tiga dekad yang lalu? jirim terjun dengan cepat, lancar dan senyap ke dalam lubang hitam. Pada akhirnya, menurut gambar yang berlaku, lubang hitam? kecuali untuk melakukan tarikan graviti? adalah penerima sumbangan besar-besaran secara pasif.
Pengiraan realistik pertama pasukan mengenai perkara yang jatuh ke lubang hitam sangat bertentangan dengan banyak jangkaan ini. Mereka menunjukkan, misalnya, bahawa kehidupan di sekitar lubang hitam hanyalah tenang dan sunyi. Sebaliknya, kesan relativistik yang memaksa jirim untuk masuk ke dalam memperbesar gerakan rawak di dalam bendalir untuk menimbulkan gangguan kekerasan dalam ketumpatan, halaju dan kekuatan medan magnet, menggerakkan gelombang jirim dan medan magnet ke sana kemari. Kekerasan ini dapat membawa akibat yang dapat dilihat, menurut ketua pasukan penyelidik Hawley.
"Sama seperti cairan yang telah diaduk menjadi bergelora, benda di luar lubang hitam dipanaskan. Haba tambahan ini menjadikan cahaya tambahan yang dapat dilihat oleh para astronom di Bumi, ”kata Hawley. "Salah satu keistimewaan lubang hitam adalah output cahaya mereka berbeza-beza.
Walaupun ini telah diketahui selama lebih dari 30 tahun, masih belum dapat mempelajari asal usul variasi ini hingga sekarang. Variasi kekerasan pemanasan? kini dilihat sebagai hasil sampingan semula jadi daya magnet berhampiran lubang hitam? tawarkan penjelasan semula jadi untuk kecerahan lubang hitam yang sentiasa berubah. "
Salah satu sifat yang paling mencolok dari lubang hitam adalah kemampuannya untuk mengusir jet pada jarak dekat dengan cahaya. Walaupun telah lama dijangkakan bahawa medan magnet sangat penting untuk proses ini, simulasi terbaru menunjukkan untuk pertama kalinya bagaimana medan dapat dikeluarkan dari gas penambahan untuk membuat jet seperti itu.
Mungkin hasil yang paling mengejutkan dari simulasi komputer baru pasukan adalah bahawa medan magnet yang dibawa berhampiran lubang hitam berputar juga menghubungkan putaran lubang untuk mengorbit lebih jauh, dengan cara yang sama dengan transmisi kereta menghubungkan motor berputarnya ke gandar. Kata Krolik, "Jika lubang hitam dilahirkan berputar dengan sangat pantas, 'kereta penggerak' dapat menjadi sangat kuat sehingga penangkapan jisim tambahan menyebabkan putarannya menjadi perlahan. Peningkatan jisim kemudian akan bertindak sebagai 'gabenor', yang menegakkan had kelajuan kosmik pada putaran lubang hitam. "
Menurut Krolik, "gabenor" itu mungkin mempunyai implikasi kuat terhadap banyak sifat lubang hitam yang paling mencolok. Diperkirakan, misalnya, kekuatan jet lubang hitam berkaitan dengan putarannya, jadi "had kelajuan putaran" mungkin menentukan kekuatan ciri untuk jet, kata Krolik.
Dibiayai oleh National Science Foundation, penyelidikan ini diterbitkan dalam satu siri empat makalah dalam The Astrophysical Journal. ((De Villiers et al 2003, ApJ 599, 1238; Hirose et al. 2004, ApJ 606, 1083; De Villiers et al. ApJ 620, 879; Krolik et al. April 2005 ApJ dalam akhbar.)) Simulasi dilakukan di Pusat Superkomputer San Diego yang disokong oleh NSF. Pasukan penyelidik juga termasuk Shigenobu Hirose, juga Johns Hopkins.
Sumber Asal: Siaran Berita JHU
