14 มิถุนายน 2556

Published มิถุนายน 14, 2556 by with 0 comment

นาซ่านำศึกษาอธิบายทศวรรษสังเกตหลุมดำ

  การศึกษาใหม่ โดยนักดาราศาสตร์ที่ NASA จอห์นฮ็อปกินส์มหาวิทยาลัย และสถาบัน เทคโนโลยีโรเชสเตอร์ยืนยันจัดยาวสงสัยความเกี่ยวกับหลุมดำว่าดาวฤกษ์มวลผลิตแสงพลังงานสูงสุดของพวกเขา

"งานของเราติดตามการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อน โต้ตอบอนุภาค และฟิลด์แม่เหล็กปั่นป่วนในแก๊สพันล้านองศาบนของหลุมดำ หนึ่งของสภาพแวดล้อมทางกายภาพมากที่สุดในจักรวาล กล่าวโดย นักวิจัยเป้าหมาย Jeremy Schnittman, astrophysicist เป็นที่ของ NASA ศูนย์การบินอวกาศก็อดเดิร์ดในกรีนเบล Md.

โดยการวิเคราะห์แบบจำลองซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของก๊าซไหลลงสู่หลุมดำทีมงานพบว่าพวกเขาสามารถทำซ้ำช่วงของสำคัญ X-ray มีข้อสังเกตยาวในหลุมดำที่ใช้งานอยู่

การเคลื่อนไหวของข้อมูลที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์นี้จะนำคุณไปยังโซนด้านในของการเพิ่มดิสก์ของหลุมดำมวลดวงดาว ก๊าซร้อนถึง 20 ล้านองศาฟาเรนไฮต์เป็นเกลียวขึ้นไปในหลุมดำเรืองแสงในที่ต่ำพลังงานหรือนุ่มรังสีเอกซ์ ก่อนที่ก๊าซดิ่งไปยังศูนย์การเคลื่อนไหวโคจรอยู่ใกล้ความเร็วแสง รังสีเอกซ์ขึ้นไปหลายร้อยครั้งมีประสิทธิภาพมากขึ้น ("ยาก") สูงกว่าผู้ที่อยู่ในดิสก์เกิดขึ้นจากโคโรนา, ภูมิภาคของก๊าซผอมบางและร้อนมากรอบดิสก์ อุณหภูมิเวียนมาถึงพันล้านองศา ขอบฟ้าเหตุการณ์เป็นเขตแดนที่ไบร์ททั้งหมดรวมทั้งของแสงจะต้องไปเข้าด้านใน ไม่มีอะไรไม่ได้แม้กระทั่งแสงสามารถผ่านออกไปด้านนอกข้ามขอบฟ้าเหตุการณ์และหนีหลุมดำ
Credit: NASA's Goddard Space Flight Center
เพลง: "Lost in Space" โดย  Lars Leonhard ความเอื้อเฟื้อของศิลปิน

ก๊าซที่ลดลงไปในหลุมดำแรกโคจรรอบตัวมันแล้วสะสมเป็นดิสก์แบน ก๊าซที่เก็บไว้ในดิสก์ค่อยๆปลิวว่อนขาเข้านี้และกลายเป็นที่ถูกบีบอัดอย่างมากและความร้อนในขณะที่มันเกือบศูนย์ ในที่สุดถึงอุณหภูมิสูงถึง 20 ล้านองศาฟาเรนไฮต์ (12 ล้าน C) - 2,000 บางครั้งร้อนกว่าพื้นผิวของดวงอาทิตย์ - ก๊าซส่องสว่างต่ำพลังงานหรือนุ่มรังสีเอกซ์

เป็นเวลากว่า 40 ปี แต่สังเกตได้แสดงให้เห็นว่าหลุมดำยังผลิตจำนวนมากของ "ยาก" รังสีแสงที่มีพลังงานหลายสิบหลายร้อยครั้งยิ่งใหญ่กว่านุ่มรังสีเอกซ์ นี้แสงพลังงานสูงกว่าหมายถึงการปรากฏตัวของก๊าซร้อนที่คล้าย ๆ กันมีอุณหภูมิถึงพันล้านองศา

การศึกษาใหม่สะพานช่องว่างระหว่างทฤษฎีและการสังเกตการแสดงให้เห็นว่าทั้งแข็งและอ่อนรังสีเอกซ์อย่างหลีกเลี่ยงไม่เกิดขึ้นจากก๊าซลอยไปสู่​​หลุมดำ

การทำงานกับจูเลียน Krolik อาจารย์ที่ Johns Hopkins University ในบัลติมอร์และสกอตต์โนเบิล, นักวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่โรเชสเตอร์สถาบันเทคโนโลยีโรเชสเตอร์, นิวยอร์ก, Schnittman พัฒนากระบวนการสำหรับการสร้างแบบจำลองพื้นที่ภายในของการเพิ่มดิสก์หลุมดำของการติดตาม ปล่อยก๊าซเรือนกระจกและการเคลื่อนที่ของรังสีเอกซ์และเปรียบเทียบผลลัพธ์ที่ได้จากการสังเกตการณ์ที่หลุมดำจริง

โนเบิลได้รับการพัฒนาคอมพิวเตอร์ในการจำลองการแก้ปัญหาทั้งหมดของสมการปกครองการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนของก๊าซไหลและสาขาที่เกี่ยวข้องแม่เหล็กอยู่ใกล้หลุมดำ accreting อุณหภูมิความหนาแน่นเพิ่มขึ้นและความเร็วของก๊าซ infalling อย่างรวดเร็วขยายสนามแม่เหล็กเกลียวผ่านดิสก์ซึ่งจะใช้อิทธิพลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการใช้ก๊าซ

ผลที่ได้คือฟองป่วนโคจรรอบหลุมดำด้วยความเร็วเข้าใกล้ความเร็วแสง การคำนวณพร้อมกันติดตามของเหลวสมบัติทางไฟฟ้​​าและแม่เหล็กของก๊าซในขณะที่ยังคำนึงถึงทฤษฎีของ Einstein ความสัมพันธ์

ที่ทำงานอยู่บนซูเปอร์แรนเจอร์ที่ศูนย์เท็กซัสคอมพิวเตอร์ขั้นสูงที่ตั้งอยู่ที่มหาวิทยาลัยเท็กซัสในออสติน, จำลองของขุนนางที่ใช้ 960 จากแรนเจอร์เกือบ 63,000 หน่วยประมวลผลกลางและเอา 27 วันที่จะเสร็จสมบูรณ์

กว่าปีที่การสังเกตการณ์ X-ray ปรับปรุงให้หลักฐานการติดตั้งที่ยากรังสีเอกซ์เกิดขึ้นในโคโรนาร้อนผอมบางบนดิสก์โครงสร้างคล้ายคลึงกับโคโรนาร้อนที่ล้อมรอบดวงอาทิตย์

"นักดาราศาสตร์คาดว่ายังดิสก์ที่ได้รับการสนับสนุนสนามแม่เหล็กแรงสูงและหวังว่าข้อมูลเหล่านี้อาจจะทำให้เกิดฟองขึ้นออกมาจากมันสร้างโคโรนา," โนเบิลอธิบาย "แต่ไม่มีใครรู้ว่าถ้าเรื่องนี้เกิดขึ้นจริงๆและถ้ามันไม่ได้ไม่ว่าจะเป็นรังสีเอกซ์ที่ผลิตจะตรงกับสิ่งที่เราจะสังเกตเห็น."

โดยใช้ข้อมูลที่สร้างขึ้นโดยจำลองของขุนนาง, Schnittman และ Krolik การพัฒนาเครื่องมือในการติดตามว่ารังสีเอกซ์ที่ถูกปล่อยออกมาดูดซึมและกระจายอยู่ทั่วทั้งเพิ่มดิสก์และภูมิภาคโคโรนา รวมตัวกันทำให้พวกเขาแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกที่เชื่อมต่อโดยตรงระหว่างความวุ่นวายแม่เหล็กในดิสก์การก่อตัวของมาลาพันล้านองศาและการผลิตยากรังสีเอกซ์รอบแข็งขัน "กิน" หลุมดำ

กระดาษรายงานผลการวิจัยที่ถูกตีพิมพ์ในเดือนมิถุนายนฉบับที่ 1 วารสาร Astrophysical

ในโคโรนาอิเล็กตรอนและอนุภาคอื่น ๆ ย้ายที่เศษส่วนรู้สึกของความเร็วของแสง เมื่อพลังงานต่ำ X-ray จากดิสก์เดินทางผ่านภูมิภาคนี้มันอาจจะชนกับอย่างใดอย่างหนึ่งของอนุภาคที่เคลื่อนที่เร็ว ผลกระทบต่อการเพิ่มขึ้นอย่างมากพลังงาน X-ray ผ่านกระบวนการที่เรียกว่าตรงกันข้ามคอมป์ตันกระเจิง

"หลุมดำมีความแปลกใหม่อย่างแท้จริงด้วยอุณหภูมิที่สูงเป็นพิเศษการเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วอย่างไม่น่าเชื่อและแรงโน้มถ่วงการแสดงเต็มรูปแบบของความแปลกประหลาดมพัทธภาพทั่วไป" Krolik กล่าวว่า "แต่การคำนวณของเราแสดงให้เราสามารถเข้าใจมากเกี่ยวกับพวกเขาใช้หลักการฟิสิกส์มาตรฐานเดียว."

การศึกษามีพื้นฐานมาจากหลุมดำที่ไม่หมุน นักวิจัยที่ได้รับการขยายผลไปปั่นหลุมดำที่หมุนดึงขอบด้านในของแผ่นดิสก์ภายในเพิ่มเติมและเงื่อนไขมากขึ้นเป็นอย่างมาก พวกเขายังวางแผนการเปรียบเทียบรายละเอียดของผลของพวกเขาเพื่อความมั่งคั่งของการสังเกต X-ray เก็บตอนนี้โดยนาซ่าและสถาบันอื่น ๆ

หลุมดำเป็นวัตถุที่หนาแน่นมากที่สุดที่รู้จักกัน ดาวฤกษ์มวลหลุมดำที่เกิดขึ้นเมื่อดาวมวลวิ่งออกจากเชื้อเพลิงและการล่มสลายย่อยยับได้ถึง 20 ครั้งมวลของดวงอาทิตย์เป็นวัตถุที่มีขนาดกะทัดรัดกว้างน้อยกว่า  75 ไมล์ (120 กิโลเมตร)

ลิงค์ที่เกี่ยวข้อง(ภาษาอังกฤษ)

›ดาวน์โหลดภาพความละเอียดสูงและวิดีโอในรูปแบบ HD จาก NASA ก็อดเดิร์ดวิทยาศาสตร์แสดงภาพประกอบเพลงในสตูดิโอ
›กระดาษ: เอ็กซ์เรย์แรมสเป็คตราจาก MHD จำลองของหลุมดำ Accreting doi:10.1088/0004-637X/769/2/156
›ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Ranger
› "จำลองเปิดเผยเคล็ดลับ 'โอ้' ผสานหลุมดำ" (09.27.12)
› "ของ NASA Swift ดาวเทียม Discovers หลุมดำใหม่ในดาราจักรของเรา" (10.05.12) 

ขอขอบคุณข้อมูลจากNASA
ขอบคุณครับ

0 ความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น

แสดงความคิดเห็นได้เลยครับ :)