Energistrålarna från svarta hål är så kraftfulla att de kan omforma hela galaxer och nu vet vi hur man mäter det

Det sägs alltid att svarta hål sväljer allt som kommer nära dem, från materia till ljus. Detta är dock inte helt sant. I vissa fall finns det en bråkdel av partiklar och energi som istället för att falla inuti gör tvärtom.

Det skjuts ut i form av jetstrålar, så kallade jets. Även om det finns några hypoteser i detta avseende är orsaken till att detta inträffar inte helt känd. Vad som är känt är att dessa jetstrålar är så kraftfulla att de till och med kan påverka galaxernas utveckling.

Problemet är att man vet att de är väldigt kraftfulla, men inte hur kraftfulla. Hittills hade ingen direkt kunnat mäta kraften hos dessa jetplan. Ett internationellt team av forskare har dock lyckats mäta dessa jetstrålar runt ett specifikt svart hål och därigenom öppnat upp ett mycket intressant utbud av möjligheter.

Uppgifterna. Dessa forskare har studerat Cygnus X-1-systemet, som består av ett svart hål och en blå superjättestjärna som kretsar kring varandra. Med hjälp av en mycket ny metod har de upptäckt att energin från strålarna som lämnar det svarta hålet motsvarar energin hos 1 000 solar.

De har också observerat att de rör sig genom rymden med en hastighet av 540 miljoner kilometer i timmen och att 10 % av energin som initialt bildas vid fallet mot det svarta hålet omvandlas till jetstrålar. I Xataka Vissa forskare har upptäckt vad Stephen Hawking redan teoretiserat: spåret som svarta hål lämnar när de går ut Bakgrunden. Hittills har ingen vetat hur man mäter kraften hos ett svart håls jetstrålar.

Det enda som gjordes var att mäta ärren de lämnade i rymden med hjälp av kalorimetriska metoder. När de släpps kan de lämna efter sig heta fläckar och hål i det intergalaktiska mediet. Men, som de förklarar i en artikel i Interesting Engineering, är detta ungefär som att vilja mäta kraften hos en motor genom att observera spåren på bilens däck.

Det viktiga är att direkt analysera maskineriet. Och det är precis vad som har uppnåtts nu.

Indirekta åtgärder. I system som bildas av ett svart hål och en stjärna matas det svarta hålet gradvis av gasen som omger stjärnan. När den närmar sig den börjar gasen rotera snabbare och snabbare, vilket genererar mycket värme och energi.

En del av den energin faller inte in i det svarta hålet, utan hoppar utåt och bildar strålarna. I sin tur släpper stjärnan ut mycket intensiva flöden av partiklar, som ger upphov till det som kallas stjärnvindar. Dessa stjärnvindar kan interagera med strålarna och böja dem.

Och där finns nyckeln. Strålarna kan inte mätas som sådana, men motståndet de erbjuder mot att böjas av stjärnvindar kan mätas. Vi kan till exempel veta hur stark en person är genom att analysera hans eller hennes förmåga att slå någon vars styrka vi vet i en armbrytningsmatch.

Banförändringar. Strålarnas övergripande bana beror på momentumflödet av både själva strålarna och vindarna. Eftersom vindens momentumflöde kan beräknas räcker det att analysera banan för att lösa det okända.

Data kan också förfinas ytterligare med en serie datorsimuleringar. Resultatet är en ganska grov uppskattning av jetstrålarnas kraft.

Det finns begränsningar. Den största begränsningen i denna studie är att endast ett svart hål har analyserats. Proceduren skulle behöva upprepas med fler jetstrålar i fler svarta hål för att kontrollera om det finns en trend och därför om metoden är giltig.

Galaktisk evolution.

Eftersom jetstrålar från större svarta hål avsevärt kan påverka galaktisk evolution, kan denna metod vara mycket användbar för att bättre förstå hur galaxer bildas. Därför är det viktigt att gå vidare till det andra steget och kontrollera om metoden är reproducerbar, speciellt med större svarta hål. Bild| Ett supermassivt svart hål skjuter ut en plasmastråle som är 3 000 ljusår lång och färdas med nästan ljusets hastighet.

NASA konstnärliga koncept i Xataka | Vi trodde att hjärtat av Vintergatan var ett enormt svart hål. Matematik har ändrat denna idé för oss