Goethe Üniversitesi Frankfurt'taki bilim insanları, en son teknoloji simülasyonları kullanarak, sadece manyetik alanların değil, manyetik yeniden bağlanma adı verilen bir sürecin de dönen bir kara delikten enerjiyi çekerek binlerce ışık yılı uzunluğunda madde fışkırmalarına yardımcı olduğunu ortaya çıkardılar.
Işık hızına yakın bir hızla hareket eden bu devasa kozmik ışınlar, enerji ve maddeyi galaksilere yayarak onların evrimini şekillendiriyor.
Yaklaşık 200 yıl boyunca, astronomlar Charles Messier'in 1784'te "87: Yıldızsız Nebula" olarak kaydettiği Başak takımyıldızındaki parlak nesnenin gerçek doğası hakkında emin olamadılar.
Bulanık bir ışık lekesi gibi görünen nesnenin daha sonra devasa bir galaksi olduğu ortaya çıktı. 1918'de merkezinden gelen gizemli bir ışık jeti tespit edildiğinde, araştırmacılar bunun ne tarafından üretildiğini bilmiyorlardı.
M87'nin merkezinde, Güneş'in kütlesinin altı buçuk milyar katına sahip süper kütleli kara delik M87* bulunuyor. Bu kara delik hızla dönüyor ve dönüşü, ışık hızına yakın bir hızla uzaya doğru 5.000 ışık yılı uzanan yüklü parçacık akımını besliyor.
Goethe Üniversitesi Frankfurt'tan Prof. Luciano Rezzolla liderliğindeki bir araştırma ekibi, Frankfurt parçacık-hücre kara delik uzayzamanı kodu (FPIC) adlı yeni bir hesaplama aracı geliştirdi. Bu simülasyon kodu, dönen bir kara deliğin dönüş enerjisini güçlü bir jete nasıl dönüştürdüğünü hassas bir şekilde modelleyebiliyor.
Araştırmacılar, kara deliklerin manyetik alanlar aracılığıyla dönme enerjisini nasıl çektiğini açıklayan Blandford–Znajek mekanizmasına ek olarak, başka bir önemli sürecin de etkili olduğunu keşfetti: manyetik yeniden bağlantı (magnetic reconnection). Bu olguda, manyetik alan çizgileri kopup yeniden birleşiyor ve manyetik enerjiyi ısıya, radyasyona ve plazma patlamalarına dönüştürüyor.
FPIC kodunu kullanarak ekip, kara deliğin yoğun çekim alanının etkisi altındaki sayısız yüklü parçacığın ve aşırı elektromanyetik alanların davranışını simüle etti. Kodu geliştiren baş araştırmacı Dr. Claudio Meringolo, şunları söyledi:
"Bu tür süreçleri simüle etmek, aşırı yerçekimi ve manyetik alanların etkileşimi ile yönetilen kompakt nesnelerin yakınındaki eğri uzay-zamanda göreceli plazmaların karmaşık dinamiklerini anlamak için çok önemlidir."
Bu simülasyonları yürütmek için olağanüstü hesaplama kaynakları gerekti. Frankfurt'taki 'Goethe' süper bilgisayarı ve Stuttgart'taki 'Hawk' üzerinde milyonlarca CPU saati harcandı. Böylesine devasa işlem gücü, Einstein'ın genel görelilik kuramı çerçevesinde Maxwell denklemleri ile elektron ve pozitronların hareket denklemlerini çözmek için kullanıldı.
Plazma Zincirleri ve Negatif Enerji Araştırmacıların hesaplamaları, kara deliğin ekvator düzleminde yoğun yeniden bağlanma aktivitesi olduğunu ortaya çıkardı. Bu aktivite, neredeyse ışık hızında hareket eden bir plazmoid zincirinin (enerjik "kabarcıklar" içindeki plazma yoğunlaşması) oluşumuna yol açtı. Bilim insanlarına göre, bu sürece, jetler ve plazma patlamaları gibi aşırı astrofiziksel fenomenlere güç sağlayan negatif enerjili parçacıkların oluşumu eşlik ediyor.
Google Play
App Store
Haberi Paylaş
10:43
İLGİLİ HABERLER
YORUM YAZ