Netoli mūsų esančioje juodojoje skylėje trykšta plazmos čiurkšlės: kas ten vyksta ir ką tai reiškia?

Yra du pagrindiniai teoriniai modeliai, aiškinantys čiurkšlių kilmę. Pagal pirmąjį, Blandfordo-Znajeko arba tiesiog BZ, energiją plazmai suteikia juodosios skylės sukimasis. Pagal antrąjį, disko modelį, energija ateina tiesiai iš dujų, krentančių į juodąją skylę. Abu modeliai paaiškina pagrindines stebimas čiurkšlių savybes, tačiau atkurti detalius stebimus čiurkšlių spinduliuotės profilius ir panašius atvaizdus iki šiol buvo labai sudėtinga.

Dabar mokslininkai įveikė šį iššūkį, pasitelkę naujausius skaitmeninius modelius, ir pritaikė juos galaktikos M87 čiurkšlei tirti. Modeliuose apjungiama bendroji reliatyvumo teorija ir magnetohidrodinamika – abu reiškiniai labai svarbūs čiurkšlių plazmos judėjimui.

M87 galaktika yra viena artimiausių mums, o jos čiurkšlė stebėta įvairiuose bangų ruožuose bei labai įvairiais masteliais, nuo kiloparsekų iki gerokai mažesnių už parseką. Pagrindinės dalelės, kuriančios čiurkšlės spinduliuotę, yra elektronai, įgreitinami magnetinio lauko poveikio; jų įtraukimas yra svarbiausia modelio naujovė.

Atlikę spinduliuotės pernašos skaičiavimus, tyrėjai modelio rezultatus – elektronų pasiskirstymą erdvėje – pavertė milimetrinių bangų spinduliuotės nuotraukomis. Dirbtinės nuotraukos realias atkartojo tik tada, kai pasirinktas čiurkšlės energijos generavimo modelis buvo BZ, t.y. čiurkšlės energija ateina iš juodosios skylės, o ne akrecinio disko.

Tiesa, magnetinė energija, sukurianti elektronus, ateina iš krentančių dujų; BZ mechanizmas tik įgreitina elektronus ir paleidžia juos čiurkšle tolyn. Šis rezultatas padės geriau suprasti juodųjų skylių evoliuciją ir jų sąveiką su savo galaktikomis.

Tyrimo rezultatai publikuojami Science Advances.