Modellering af M87's jetfly:Hvorfor skinner sorte huls jetfly og gennemborer den kosmiske himmel?

Sorthuls-jetfly er kraftige kollimerede udstrømninger af stof og energi, der udsendes fra nærheden af ​​supermassive sorte huller. De observeres i en lang række astrofysiske kilder, herunder aktive galaktiske kerner (AGN), mikrokvasarer og gammastråleudbrud.

Emissionen fra sorte huls jetfly menes at være synkrotronstråling, som produceres, når relativistiske elektroner spiraler i et magnetfelt. Magnetfeltet i sorte huls jetfly antages at blive genereret af selve det roterende sorte hul.

Lysstyrken af ​​en sorthulsstråle afhænger af en række faktorer, herunder massen af ​​det sorte hul, tilvæksthastigheden på det sorte hul og strålens orientering i forhold til observatøren. De kraftigste sorte hul-jetfly observeres i AGN, som drives af ophobning af gas på supermassive sorte huller.

Sorte hul-stråler kan trænge igennem den kosmiske himmel i afstande på hundredtusindvis af lysår. Det skyldes, at de er meget kollimerede, og de kan derfor rejse store afstande uden at blive spredt. Det mest berømte eksempel på en sort hul-jet er M87-strålen, som er placeret i Jomfruklyngen af ​​galakser. M87 jetflyet er over 5.000 lysår langt, og det er et af de lyseste objekter på røntgenhimlen.

Modellering af M87's jetfly:Et første skridt til at forstå den underliggende fysik

Sorthulsstråler er komplekse genstande, og deres emission er ikke fuldt ud forstået. Der har dog været en række forsøg på at modellere M87-jetflyet for at forstå dets underliggende fysik.

En af de mest succesrige modeller af M87-jetflyet er "spine-sheath"-modellen. Denne model opdeler strålen i to områder:en central rygrad og en ydre kappe. Rygsøjlen menes at være der, hvor strålen accelereres, og skeden menes at være der, hvor strålen udsender det meste af sin stråling.

Rygsøjlen-skede-modellen har været i stand til med succes at reproducere mange af de observerede egenskaber af M87-strålen, herunder dens lysstyrke, spektrum og variabilitet. Der er dog stadig nogle aspekter af M87-strålen, som ikke er fuldt ud forstået, såsom den nøjagtige mekanisme, hvormed jetflyet accelereres.

Konklusion

Sorte huls jetfly er fascinerende objekter, der giver et indblik i de mest ekstreme miljøer i universet. Ved at modellere sorte huls jetfly kan astronomer lære mere om disse objekters fysik, og hvordan de bidrager til den overordnede udvikling af galakser.