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El modelado por computadora explica un chorro de agujero negro relativista

El modelado por computadora explica un chorro de agujero negro relativista

Messier 87 (M87) es una galaxia gigante ubicada a 55 millones de años luz de la Tierra. La galaxia contiene 12.000 cúmulos globulares y un agujero negro llamado M87 * con seis mil quinientos millones de masas de soles.

En 2019, EHT publicó un archivo La primera imagen de un agujero negro. En el centro de la galaxia M87. Este agujero negro (M87 *) dispara un chorro de plasma a casi la velocidad de la luz. El llamado plano relativista surge de la fuerza gravitacional del agujero negro y requiere una enorme energía para generar energía.

Aunque todavía no se comprende bien cómo aparece el plano parecido a un plano y qué lo hace estable a lo largo de la enorme distancia.

Para encontrar la respuesta, los físicos teóricos de Universidad Goethe Científicos de Europa, Estados Unidos y China han diseñado con gran detalle el centro del disco de acreción que rodea a M87.

los Agujero negro M87 * Tira y traga la sustancia que gira en una tableta. La nota muestra que esto plano del agujero negro Emana del centro del disco de acreción que rodea a M87.

Usando una simulación de supercomputadora 3D altamente sofisticada, crearon un modelo en el que los valores calculados de temperaturas, densidad del material y campos magnéticos coincidían bien con lo que se infirió a partir de observaciones astronómicas. El modelo ayudó a los científicos a rastrear el movimiento complejo de los fotones en el espacio-tiempo curvo de la región más interna del avión y traducirlo en imágenes de radio.

Luego, los científicos compararon las imágenes de estilo informático con las observaciones realizadas con varios radiotelescopios y satélites durante las últimas tres décadas. Las imágenes de estos cálculos proporcionan una coincidencia sin precedentes y una confirmación de las observaciones astronómicas. Teoría de la relatividad general de Einstein.

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Las simulaciones utilizan la friolera de 1 millón de horas de CPU por simulación. Además, tuvieron que resolver simultáneamente las ecuaciones de la relatividad general de Albert Einstein, las ecuaciones del electromagnetismo de James Maxwell y las ecuaciones de la dinámica de fluidos de Leonhard Euler.

El Dr. Alejandro Cruz Osorio, autor principal del estudio comenta: “Nuestro modelo teórico de la emisión electromagnética y la morfología del chorro de M87 coincide sorprendentemente con las observaciones en los espectros de radio, óptico e infrarrojo. Esto nos dice que el agujero negro supermasivo * M87 probablemente está muy en órbita y que El plasma está fuertemente magnetizado en el avión., acelerando partículas a escalas de miles de años luz. “

Profesor Luciano Rizzola, Instituto de Física Teórica de la Universidad Goethe de Frankfurt, Notas: “El hecho de que las imágenes que calculamos estén tan cerca de las observaciones astronómicas es otra confirmación importante de que la teoría de la relatividad general de Einstein es la explicación más precisa y natural de la existencia de supermasas. Agujeros negros en medio de galaxias.. Si bien todavía hay espacio para explicaciones alternativas, los resultados de nuestro estudio hicieron que esta sala fuera mucho más pequeña “.

Referencia de la revista:

  1. Alejandro Cruz-Osorio, Christian M Fromm et al: Últimos modelos activos y morfológicos del sitio de lanzamiento del M87. Nature Astronomy 2021, DOI: 10.1038 / s41550-021-01506-w