超級計算機剛剛揭示了黑洞附近真實發生的事情
邊境地帶黑洞應該是混沌空間,物質被吸入虛無的速度是只有那耀眼的憤怒才有所保留輻射從黑暗邊緣溢出。
該區域被認為是不穩定的,易爆發,噴氣機,以及爆發。然而,預測這些動態事件可能很復雜,因為對扭曲空間以及極端物理學的挑戰。
由美國Flatiron研究所的研究人員領導的一項新建模研究,現已提供了迄今為止最詳細的模擬,展示了如何進行恒星質量黑洞吞噬并噴出物質,速度各異。
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關鍵是,這項研究沒有依賴早期模型中使用的簡化方法。這些捷徑以前只是為了實現計算而必須使用,但這里的模擬基于更復雜的數據。
利用兩臺強大的超級計算機結合黑洞吸積流動通過測量自旋和磁場,團隊開發了一個新模型,描述氣體、光和磁力在黑洞周圍的運動,這些黑洞大小略大于我們的太陽。
“這是我們第一次能夠看到,當黑洞吸積中最重要的物理過程被準確納入時會發生什么,”他說來自扁鐵研究所的天體物理學家張立中。
“這些系統極其非線性——任何過于簡化的假設都可能完全改變結果。”
新的模擬與對各種黑洞系統的觀測結果相符。雖然詳細圖像關于超大質量黑洞現在是可能的,但來自較小天體的光仍需被細分,以便天文學家繪制其能量分布圖。
研究人員證明,通過吸引足夠的物質,黑洞會積累得更厚吸積盤它們吸收大量輻射,通過風和噴流釋放能量。
他們對這些的模擬貪婪的黑洞還展示了狹窄漏斗的形成,以驚人的速度吸取物質,并產生只能在特定有利視角觀測的輻射束。
團隊還發現,周圍磁場的結構在黑洞行為中起重要作用,幫助引導氣體流向地平線,并以風和噴流的形式流出。
“目前我們是唯一一種通過真實處理輻射來提供解決方案的算法,廣義相對論,"他說張。
該模擬融合了愛因斯坦的廣義相對論描述質量如何扭曲空間和時間,并附有涵蓋支配物理定律的詳細模型等離子體氣體、磁場,以及光與物質的相互作用方式。
研究人員表示:“我們的方法能夠準確捕捉光子在彎曲時空中的傳播,當與流體耦合時,會收斂到已知的線性波和激波解寫.
接下來,研究人員希望看看他們的模擬是否也能應用于其他類型的黑洞,包括人馬座A*超大質量黑洞就在我們銀河系的中心。
他們還建議,他們的模擬可能有助于解開最近發現的“小紅點”,發射的X射線輻射比預期少。
研究人員表示:“雖然我們的模型采用了適合恒星質量黑洞的不透明度,但我們結果的許多一般特征很可能同樣適用于超大質量黑洞的吸積現象,”研究人員寫.
該研究已發表于天體物理學雜志.



















