Raziskovanje mehanizma plazemskega nalaganja radijskih curkov, izstreljenih iz črnih lukenj

Supermasivne črne luknje v galaktičnem središču včasih sprožijo radijske curke, hitro premikajoče se plazemske tokove, ki oddajajo močne radijske signale. Vendar pa veliko o teh radijskih valovih ostaja nejasno: kako nastajajo, zlasti njihov vir energije in mehanizem nalaganja plazme.

Sosednja črna luknja v središču ogromne eliptične galaksije M87 je bila pred kratkim prikazana na radijskih slikah Event Horizon Telescope Collaboration. Opazovanje je zagotovilo dokaze v prid ideji, da vrtenje črne luknje poganja radijske curke, vendar ni pripomoglo k razjasnitvi mehanizma nalaganja plazme.

Raziskovalno skupino, ki jo vodi Univerza Tohoku astrofiziki so predlagali obetaven scenarij, ki pojasnjuje mehanizem nalaganja plazme v radijske curke.

Po nedavnih ugotovitvah so črne luknje neverjetno magnetizirane, ker magnetna polja vanje prenaša magnetna plazma galaksij. The plazma, ki obkroža črno luknjo dobi energijo, ko bližnja magnetna energija za kratek čas izgubi svojo energijo zaradi ponovne magnetne povezave.

Sončni izbruhi pridobivajo energijo iz tega magnetna ponovna povezava. Plazma v sončnih izbruhih sprošča ultravijolične in rentgenske žarke. Nasprotno pa lahko magnetna ponovna povezava okoli črne luknje povzroči sevanje gama žarkov saj je sproščena energija na delec plazme veliko višja kot pri sončnem izbruhu.

Po trenutnem scenariju izsevani gama žarki medsebojno delujejo in ustvarjajo veliko parov elektron-pozitron, ki se nato naložijo v radijske curke.

Po scenariju, ki so ga predlagali znanstveniki, izsevani žarki gama medsebojno delujejo in ustvarjajo veliko parov elektron-pozitron, ki se nato naložijo v radijske curke.

To pojasnjuje pomembno koncentracijo plazme v radijskih curkih, kar je skladno s podatki M87. Scenarij tudi navaja, da imajo različne črne luknje različne jakosti radijskega signala. Sgr A*, supermasivna črna luknja v našem mlečna cesta, na primer, ima okoli sebe radijske curke, vendar so prešibki in jih trenutna radijska oprema ne more zaznati.

Scenarij predvideva tudi kratkotrajne emisije rentgenskih žarkov, ko se plazma naloži v radijske curke. Te rentgenske signale trenutni detektorji rentgenskih žarkov zamudijo, vendar jih je mogoče opaziti z načrtovanimi detektorji rentgenskih žarkov.

Shigeo Kimura, glavni avtor študije, je dejal, »Po tem scenariju bo prihodnja rentgenska astronomija lahko razkrila mehanizem nalaganja plazme v radijske curke, kar je že dolgo skrivnost črnih lukenj«.

Referenca dnevnika:

1. Shigeo S. Kimura, Kenji Toma, et al. Magnetna ponovna povezava v magnetosferah črnih lukenj: leptonsko nalaganje v curke, superluminalne radijske kroglice in izbruhi večvalovnih dolžin. The Astrophysical Journal Letters. DOI: 10.3847/2041-8213/ac8d5a