Comment échapper à un trou noir :les simulations fournissent de nouveaux indices sur les puissants jets de plasma
Cette visualisation d'une simulation de plasma sans collision général-relativiste montre la densité de positons près de l'horizon des événements d'un trou noir en rotation. Les instabilités plasmatiques produisent des structures de type îlot dans la région d'un courant électrique intense. Crédit :Kyle Parfrey et al./Berkeley Lab
Les trous noirs sont connus pour leur appétit vorace, s'acharner sur la matière avec une telle férocité que même la lumière ne peut s'échapper une fois qu'elle est engloutie.
Moins compris, bien que, c'est ainsi que les trous noirs purgent l'énergie enfermée dans leur rotation, projetant des plasmas proches de la vitesse de la lumière dans l'espace de part et d'autre de l'un des écrans les plus puissants de l'univers. Ces jets peuvent s'étendre vers l'extérieur sur des millions d'années-lumière.
De nouvelles simulations menées par des chercheurs travaillant au Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) du Department of Energy (Berkeley Lab) et à l'UC Berkeley ont combiné des théories vieilles de plusieurs décennies pour fournir de nouvelles informations sur les mécanismes d'entraînement des jets de plasma qui leur permettent de voler l'énergie des trous noirs. puissants champs gravitationnels et le propulsent loin de leurs bouches béantes.
Les simulations pourraient fournir une comparaison utile pour les observations à haute résolution du télescope Event Horizon, une matrice conçue pour fournir les premières images directes des régions où se forment les jets de plasma.
Le télescope permettra de nouvelles vues du trou noir au centre de notre propre galaxie de la Voie lactée, ainsi que des vues détaillées d'autres trous noirs supermassifs.
« Comment extraire l'énergie de la rotation d'un trou noir pour produire des jets ? » dit Kyle Parfrey, qui a dirigé les travaux sur les simulations alors qu'il était boursier postdoctoral Einstein affilié à la Division des sciences nucléaires du Berkeley Lab. "C'est une question depuis longtemps."
Aujourd'hui chercheur principal au Goddard Space Flight Center de la NASA dans le Maryland, Parfrey est l'auteur principal d'une étude, publié le 23 janvier dans Lettres d'examen physique , qui détaille les simulations de recherche.
Les simulations, pour la première fois, unir une théorie qui explique comment les courants électriques autour d'un trou noir tordent les champs magnétiques en formant des jets, avec une théorie distincte expliquant comment les particules traversant le point de non-retour d'un trou noir - l'horizon des événements - peuvent apparaître à un observateur distant comme transportant de l'énergie négative et abaisser l'énergie de rotation globale du trou noir.
C'est comme manger une collation qui vous fait perdre des calories plutôt que d'en gagner. Le trou noir perd en fait de la masse à la suite de l'absorption de ces particules "à énergie négative".