Μια νέα μελέτη ρίχνει φως στα πολύπλοκα φυσικά φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα γύρω από τη μαύρη τρύπα M87, όπως αποτυπώθηκαν από το Τηλεσκόπιο Event Horizon Telescope – EHT.
Η ομάδα του επιστήμονα Michael Chael διεξήγαγε εξελιγμένες προσομοιώσεις χρησιμοποιώντας υπερυπολογιστές όπως το Stampede2 και το Jetstream, αποκαλύπτοντας εντυπωσιακά ευρήματα σχετικά με τις θερμοκρασίες και τη δυναμική του πλάσματος γύρω από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα.
Ηλεκτρόνια πιο «ψυχρά» από ό,τι νομίζαμε
Σύμφωνα με το Sciencealert.com, μια από τις πιο σημαντικές ανακαλύψεις ήταν ότι τα ηλεκτρόνια που περιβάλλουν τη μαύρη τρύπα έχουν θερμοκρασία πολύ υψηλότερη από ό,τι είχε αρχικά εκτιμηθεί, αλλά ακόμα περίπου 100 φορές χαμηλότερη από αυτή των πρωτονίων. Αυτή η διαφορά θερμοκρασίας είναι κρίσιμη, διότι επηρεάζει άμεσα τη φωτεινότητα και τα άλλα χαρακτηριστικά της εικόνας που καταγράφεται από το EHT.
Η μαύρη τρύπα M87
Chael, MNRAS, 2025
Το εύρημα αυτό έρχεται σε αντίθεση με κάποιες από τις υπάρχουσες θεωρίες στην φυσική πλάσματος, δημιουργώντας μια «θεμελιώδη ένταση» μεταξύ των σημερινών μοντέλων και των πραγματικών παρατηρήσεων.
Μια σκιερή δομή που αλλάζει με τον χρόνο
Οι προσομοιώσεις περιλάμβαναν 11 διαφορετικά μοντέλα που δείχνουν το φαινόμενο του «πολλαπλά φακοειδούς» φωτονικού δακτυλίου (με κυανό χρώμα) καθώς και τον ίδιο τον «ορίζοντα γεγονότων» της μαύρης τρύπας. Παρότι το μέγεθος και η γενική δομή της «σκιάς» της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας (SMBH) παραμένει σταθερή, το σχήμα και η φωτεινότητά της παρουσιάζουν αλλαγές.
Εικόνες από τις 11 προσομοιώσεις ακτινοβολίας, που δείχνουν τον δακτύλιο φωτονίων με πολλαπλούς φακούς (κυανό) και τον ορίζοντα μεταβολών.
Chael, MNRAS , 2025
Αυτές οι αλλαγές οφείλονται στις χαοτικές ροές πλάσματος κοντά στον ορίζοντα γεγονότων. Καθώς διάφορες περιοχές του πλάσματος θερμαίνονται και ψύχονται, το φωτεινότερο σημείο στον φωτονικό δακτύλιο μετατοπίζεται με τον χρόνο.
«Οι μαύρες τρύπες είναι εξαιρετικά περίπλοκα περιβάλλοντα. Τα καλύτερα εργαλεία που διαθέτουμε είναι οι προσομοιώσεις σε υπερυπολογιστές», δήλωσε ο Chael.
«Είναι απίστευτο το ότι έχουμε καταφέρει να κατασκευάσουμε υπολογιστικά μοντέλα που αναπαριστούν με ακρίβεια αυτό το περίπλοκο και απρόβλεπτο φυσικό σύστημα».
Η πρώτη φωτογραφία της μαύρης τρύπας το 2019.
EHT Collaboration
Ο Chael και η ομάδα του σχεδιάζουν να χρησιμοποιήσουν τον προσομοιωτικό τους κώδικα σε ακόμη περισσότερα δεδομένα από το EHT, με στόχο τη δημιουργία μιας «ταινίας» που θα καταγράφει την εξέλιξη της M87 μαύρης τρύπας με την πάροδο του χρόνου.
