Disco de acreção (vermelho) em torno de um buraco negro supermassivo. Raios lançados verticalmente
Os astrofísicos desenvolveram um novo modelo para testar a hipótese de buracos negros supermassivos nos centros galácticos. Com sua ajuda, é possível prever quanta energia rotacional um buraco negro perde quando libera raios de uma substância ionizante (jatos astrofísicos). As perdas de energia são estimadas com base em cálculos do campo magnético do jato.
Os cientistas observaram centenas de jatos relativísticos. Estamos falando de grandes fluxos de matéria secretada por núcleos galácticos ativos que abrigam buracos negros supermassivos. A matéria no jato acelera a quase a velocidade da luz, então o termo “relativista” é usado. Esses jatos são enormes, mesmo em estruturas astronômicas - eles podem ser retirados por alguns por cento do raio galáctico (300.000 vezes o buraco negro correspondente).
Mas ainda há muitas dúvidas sobre jatos. De fato, os pesquisadores ainda não sabem exatamente do que são feitos, uma vez que a pesquisa não fornece linhas espectrais. Supõe-se que eles são representados por elétrons e pósitrons ou prótons. A matéria girando e caindo em um buraco negro é chamada de disco de acreção. Que desempenha um papel importante na formação do jato. Acredita-se que um buraco negro com um disco de acreção se torne o mecanismo mais eficaz para a transformação de energia (pode exceder 100%).
A seu modo, o princípio se assemelha ao trabalho de uma bicicleta elétrica. No entanto, há um descompasso entre a energia que entra e a energia liberada. Parece que existe uma fonte de energia escondida. Este é um tipo de bateria que alimenta a rotação de um buraco negro.
Com a ajuda da acreção, um buraco negro recebe um momento angular (acelera). Os jatos são tecidos na energia de rotação. Efeitos similares podem ser vistos em objetos estelares jovens. Mas a velocidade de rotação deles é muito menor.
Estrutura transversal do campo magnético do jato
Recentemente, cientistas criaram um novo método para medir campos magnéticos em jatos, liberados por núcleos galácticos ativos. Um buraco negro não possui seu próprio campo magnético. Mas em torno dele um campo magnético vertical é gerado por uma substância ionizável no disco de acreção. Para calcular a perda de energia rotacional, é necessário encontrar o fluxo magnético através do limite em torno do buraco negro (horizonte de eventos). Tendo um buraco negro massivo, você pode calcular a distância do eixo de rotação ao horizonte de eventos. Isso permite determinar a diferença de potencial elétrico entre o eixo de rotação e o limite. Ao levar em consideração o campo elétrico filtrado no plasma, uma corrente elétrica perto do buraco negro pode ser detectada. Conhecendo os indicadores de diferença de corrente e potencial, será possível estimar a quantidade de energia perdida.
A análise mostra uma correlação entre a potência total do jato e a perda de energia rotacional. Curiosamente, o estudo usa um modelo recente de estrutura reativa. Anteriormente, os jatos foram pensados para ter uma estrutura transversal uniforme. Agora o campo de jatos não é uniforme, o que oferece resultados mais precisos.
A maioria das galáxias com jatos vive muito longe para determinar a estrutura exata de seus campos magnéticos. Portanto, só podemos confiar em experimentos e modelos. Este trabalho teórico nos permite estimar a perda de energia rotacional sem conhecer a velocidade de rotação. Leva apenas uma medida do campo magnético.
