什么东西让黑洞事件视界外出现耀斑

黑洞的事件视界之外偶尔会迸出一些强光。究竟是什么导致了这些耀斑,这一直是个科学谜团。

最近有一组研究人员给出了答案,他们使用一系列超级计算机对黑洞磁场的细节进行建模,细节丰富程度超过以往任何模型。模拟指出超强磁场的破坏和重建是超亮耀斑的来源。

一段时间以来,科学家们已经知道黑洞周围有强大的磁场。

众所周知,黑洞周围引力、物质和磁场的复杂相互作用难以模拟,即使使用先进的超级计算机也是如此。

更强大的计算机可以处理困难的计算机问题,而且,由于摩尔定律,人类有了希望。

Bart Ripperda 博士是研究的共同主要作者,也是熨斗研究院 (Flatiron Institute,数学家巨富西蒙斯创建的)和普林斯顿大学的博士后研究员,他的同事利用三台独立超算的集群来生成黑洞事件视界之外最详细的物理学图像。

毫不奇怪,磁场发挥了重要作用。具体来说,当磁场分裂然后重新结合在一起时会形成耀斑。

这些过程释放的磁能使周围介质中的光子增压,其中一些光子被直接喷射到黑洞的事件视界中,而另一些则以耀斑的形式被喷射到太空中。

模拟显示了在以前的精度下不可见的磁场的断开和重连。Ripperda 和他的同事们采用的计算精度是以前黑洞模型的1000 倍。

世界上最精确的计算也无法补偿错误的模型,而之前的模拟忽略了黑洞相互作用的基本特征。

高精计算准确地模拟了视界周围的磁场运作。

首先,吸积盘中收集的物质向黑洞的“两极”迁移。像这样迁移带电物质肯定会影响试图与之一起移动的磁场线。

该运动过程导致一些磁力线断裂并可能与不同的磁力线重新连接。在某些情况下,会形成一个与其他外力绝缘的口袋,但里面的东西最终会被射向黑洞或宇宙。这就是耀斑的来源。

所有这些过程都很难模拟,即使在超级计算机集群上也是如此。

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