Fizycy z Opawy skupili się ostatnio na teoretycznych badaniach wpływu materii w pobliżu czarnych dziur i ewentualnego promieniowania powstającego w wyniku tego oddziaływania. Ich praca dotyczy materii przepływającej z pierścienia zewnętrznego do pierścienia wewnętrznego, który otacza supermasywne czarne dziury w aktywnych jądrach galaktyk podczas ich wcześniejszego oddziaływania z inną materią. Pole magnetyczne otaczające czarną dziurę odgrywa kluczową rolę w interakcji materii dwóch „pierścieni tłuszczowych” (technicznie nazywanych tori). Jak wiadomo, czarne dziury są zwykle otoczone dyskami materii, która częściowo wpada do czarnej dziury, a częściowo jest utrzymywana w jej silnym i niestabilnym polu grawitacyjnym. Według nowych badań materia wchodząc w okolice czarnych dziur nie staje się automatycznie częścią dysku, ale tworzy rodzaj zewnętrznego pierścienia. Następnie zachowuje się inaczej w zależności od tego, jak gęsty lub cienki jest, lub czy porusza się w tym samym kierunku, w którym obraca się czarna dziura, czy w przeciwnym kierunku.

W jaki sposób badanie pomoże ludzkości?

„Uważamy, że materia w pierścieniach oddziałujących z dyskami czarnych dziur może być źródłem silnego promieniowania, które jest częściowo uwalniane w kierunku powyżej lub poniżej dysku. W takim przypadku może zostać uwolniony bardzo znaczący "wiatr gwiezdny", zawierający szczególnie te naładowane cząstki przed którymi ludzkość powinna się chronić. Ochrona przed tym promieniowaniem nie jest problematyczna, ale musi istnieć możliwość przewidywania tych zjawisk. I właśnie tam nasza praca we współpracy z misją ATHENA mogłaby przynieść ludzkości korzyści” – wyjaśnia prof. Zdeněk Stuchlík, dyrektor Instytutu Fizyki w Opawie. Z tego punktu widzenia praca jest korzystna także dlatego, że modele te można zastosować do ekstremalnych zdarzeń na Słońcu, a ich weryfikacja może w ten sposób doprowadzić do ochrony ludzkości przed niesławnymi zaciemnieniami na dużą skalę podczas silnych erupcji słonecznych.

ATHENA: Łowca promieni rentgenowskich

Teleskop kosmiczny ATHENA jest jednym z projektów Europejskiej Agencji Kosmicznej, aw jego rozwój zaangażowani są czescy naukowcy i inżynierowie. Teleskop zostanie wystrzelony gdzieś w 2035 roku do punktu libracji L2, który znajduje się w odległości 1,5 miliona km od Ziemi i powinien obserwować przez 4 lata. Jego główną misją jest obserwacja i mapowanie gorących gazów w kosmosie oraz obserwacja silnych źródeł promieniowania rentgenowskiego, zwłaszcza w pobliżu supermasywnych czarnych dziur. Szczególnie ciekawym wyzwaniem dla naukowców będzie uzyskanie informacji o tym, jak powstają czarne dziury, jak rosną i jak zachowywała się materia w ekstremalnych warunkach wokół czarnych dziur w zamierzchłych czasach historii wszechświata.

PS: Komentarz k zdjęciu w galerii

Co stanie się z materią w pobliżu dysku czarnej dziury? W symulacjach modelowych patrzymy na wycinek dysku składający się z dwóch oddziałujących na siebie pierścieni materii (jak rozcinanie pączka i patrzenie na wycinek z boku), po lewej stronie każdej klatki pod numerem 0 znajduje się czarna dziura . Kolor niebieski oznacza ruch w jednym kierunku, czerwony w kierunku przeciwnym. Jeśli zarówno dysk, jak i pierścień materii poruszają się w tym samym kierunku, materia z pierścienia stopniowo przenika do dysku czarnej dziury. Ale jeśli obraca się w przeciwnym kierunku, „opływa” materię dysku, a jego promieniowanie można „wystrzelić” w przestrzeń powyżej lub poniżej obrotu dysku czarnej dziury.

Autorzy: M. Kološ, D. Bardiev, D. Pugliese, Z. Stuchlík/FÚ w Opawie.

autor: Richard Šipka