Mustat aukot synnyttävät... kosmisia pyöriä.

Koskettavassa kosmisessa tanssissa mustien aukkojen ympärillä muodostuu aineen levyjä niiden vetovoiman vaikutuksesta. Näitä levyjä, joita kutsutaan akreetiolevyiksi, syntyy voimakasta valoa ja plasmasuihkuja.

Uusi tutkimus paljastaa, että ultrakirkkaat akreetioleivät voivat myös heilua kuin yoyo, kun musta aukko pyörii. Tämä löytö herättää kysymyksiä joidenkin havaittujen kosmisten vaihteluiden alkuperästä.


Tsukuban yliopiston toteuttama hydrodynaaminen simulaatio on mahdollistanut tämän esiprosessin mallintamisen ultrakirkkaiden levyjen osalta. Tätä ilmiötä, jota ei ole aiemmin havaittu tällä mittakaavalla, käytetään mustan aukon pyörimisen vaikutuksen osoittamiseen.

Tämä heilunta voi vaikuttaa paitsi plasmasuihkujen suuntaan myös näiden levyjen säteilemään kirkkauteen. Kirkkauden jaksolliset vaihtelut, joita on tähän asti ymmärretty huonosti, voisivat löytää selityksen mustan aukon pyörimisestä. Ultrakirkkaat mustat aukot tuottavat voimakasta säteilyä, joka on lähellä Eddingtonin rajaa. Yleiseen suhteellisuusteoriaan perustuva simulaatio valaisee niiden käyttäytymistä ja avaa uusia tutkimusmahdollisuuksia näille äärimmäisille kohteille.

Tutkijat aikovat verrata tuloksiaan pitkäaikaisiin havaintotietoihin vahvistaakseen mustien aukkojen pyörimisen. Tämä voisi tarjota olennaisia vihjeitä näiden tähtien ympärillä olevan aika-avaruuden rakenteesta. Nämä löydöt lupaavat tuoda ratkaisevia todisteita yleisestä suhteellisuusteoriasta ja mustien aukkojen fysiikasta, paljastaen niiden pyörimisen vaikutuksen kosmokseen.

Mitkä ovat akreetioleivät?

Akreetiolehti muodostuu massiivisen astronomisen kohteen, kuten mustan aukon, neutronitähden tai nuoren tähden ympärille. Ympäröivä aine, jota vetää puoleensa vetovoima, kiertyy spiraalina tämän kohteen ympäri muodostaen levyn. Kun tämä aine putoaa kohti keskeistä kohdetta, se kuumenee ja säteilee suuria määriä energiaa valon ja säteilyn muodossa. Tämä on yksi universumin tehokkaimmista energiaprosesseista.

Akreetiolehtiä ei esiinny vain mustien aukkojen ympärillä. Niitä havaitaan myös muodostuvien tähtien ympärillä tai binäärijärjestelmissä, joissa tähti vetää kumppaninsa ainetta puoleensa. Niiden dynamiikka riippuu keskeisen kohteen vetovoimasta ja pyörimisestä sekä voimista, jotka vaikuttavat kaasuun ja pölyyn.

Mitkä ovat Eddingtonin raja?

Eddingtonin raja vastaa teoreettista kirkkausrajaa, jonka astronominen kohde, kuten tähti tai musta aukko, voi saavuttaa ilman, että se karkottaa ympäröivää ainetta. Tämä tapahtuu, kun säteilyn paine, jonka kohde tuottaa, on yhtä suuri kuin vetovoima, joka vetää ainetta puoleensa.

Kun tämä raja ylitetään, säteily työntää aineen ulospäin estäen lisäkerrostumisen. Tämä raja on ratkaiseva akreetiolevyissä, erityisesti mustien aukkojen ympärillä, missä se määrittää, kuinka paljon ainetta voidaan imeä ennen kuin säteily karkottaa loput.