La simulación de supercomputadora explica el potente chorro de cavidad de masa: confirma la teoría de la relatividad general de Einstein

Orificio de masa con chorro de rayos X. Préstamo: NASA / CXC / M.Weiss

Confirmación adicional de la teoría de la relatividad general de Einstein.

La galaxia Messier 87 (M87) se encuentra a 55 millones de años luz de la Tierra en la constelación de Virgo. Esta es una galaxia gigante con 12.000 esferas que componen vía LácteaLos grupos de 200 bolas parecen relativamente modestos. a Calabozo La masa de seis mil quinientos millones se almacena en el centro del M87. Este es el primer hoyo para el que hay una imagen creada en 2019 por la Cooperación Internacional de Investigación «Event Horizon Telescope».

Esta cavidad (M87 *) emite un chorro plasma a la velocidad de la luz, el llamado chorro relativista, en la escala de 6000 años luz. La enorme energía requerida para alimentar este chorro probablemente se deba a la atracción gravitacional de la cavidad, pero aún no está claro cómo se genera ese chorro y qué lo mantiene estable a largas distancias.

El modelo teórico (teoría) del lugar de lanzamiento del chorro relativo M87 և observaciones astronómicas (observaciones) coincide muy bien. Préstamo: Alejandro Cruz-Osorio

La cavidad M87 * atrae el material, que gira en el disco en órbitas más pequeñas hasta que se traga la cavidad. El avión se opera desde el centro del disco de acreción que rodea al M87, y los físicos teóricos de la Universidad Goethe, junto con científicos de Europa, Estados Unidos y China, han modelado la región con gran detalle.

Utilizaron simulaciones de supercomputadoras tridimensionales altamente sofisticadas que utilizaron una asombrosa cantidad de un millón de horas de procesador por simulación և para resolver las ecuaciones de relatividad general de Albert Einstein;

Las partículas se aceleran de manera tan eficiente a lo largo de las líneas del campo magnético que, en el caso del M87, forman un diagrama de dispersión de 6.000 años luz. Préstamo: Alejandro Cruz-Osorio

El resultado fue un modelo donde los valores calculados para temperatura, densidad de material և campos magnéticos corresponden sorprendentemente a los obtenidos a partir de observaciones astronómicas. En base a esto, los científicos pudieron rastrear el movimiento complejo de los fotones a través del espacio curvo de la parte más interna del avión y convertirlo en imágenes de radio. Luego pudieron comparar estas imágenes asistidas por computadora con las observaciones realizadas por muchos radiotelescopios y satélites durante las últimas tres décadas.

El Dr. Alejandro Cruz-Osorio, autor principal del estudio, comenta: “Nuestro modelo teórico de la emisión electromagnética և morfología en línea del M87 encaja sorprendentemente bien con las observaciones de los espectros de radio e infrarrojos ópticos. «Esto nos dice que la cavidad supermasiva M87 * probablemente está girando demasiado, que el plasma está fuertemente magnetizado por el chorro, acelerando las partículas a miles de años luz».

Luciano Recolla, profesor del Instituto de Física Teórica de la Universidad Goethe en Frankfurt, dice: «El hecho de que las imágenes que hemos calculado estén tan cerca de las observaciones astronómicas» puede probar una vez más que la teoría de la relatividad general de Einstein es la explicación más precisa y natural de la existencia. huecos supermasivos en el centro de las galaxias. «Si bien todavía hay espacio para explicaciones alternativas, los resultados de nuestro estudio han hecho que esta sala sea mucho más pequeña».

Referencia. «Modelado energético y geológico moderno del sitio de lanzamiento del jet M87» Alejandro Cruz-Osorio, Christian M. De, Yosuke Mizuno, Antonios Nathaniel, Ziri Younesi, Oliver Port, Jordi Davelar, Heino. Falke, Michael Kramer և Luciano Recolla, 4 de noviembre de 2021 Astronomía natural.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01506-w: