Černé díry mohou zničit planety – ale mohou nás také vést k prosperujícím mimozemským světem. Tady je, jak.
Jedním z nejmocnějších objektů ve vesmíru je a Radio Quasar – Spinning černá díra postříkání vysoce energetických částic. Přijďte příliš blízko k jednomu a natáhnete se jeho gravitačním tahem nebo spálíte z intenzivního tepla, který jej obklopuje. Ale ironií, studium Černé díry a jejich trysky může vědcům poskytnout vhled do toho, kde by mohly být ve vesmíru potenciálně obyvatelné světy.
Jako astrofyzikStrávil jsem dvě desetiletí modelováním, jak se točí černé díry, jak to vytváří trysky a jak ovlivňují prostředí prostoru kolem nich.
Co jsou černé díry?
Černé díry jsou masivní, astrofyzikální objekty, které do nich používají gravitaci k tažení okolních objektů. Aktivní černé díry mají kolem nich strukturu ve tvaru palačinky narůstající diskkterý obsahuje horký, elektricky nabitý plyn.
Související: „Velmi vzácné“ proud energie černé díry objevil roztržení spirálovou galaxií ve tvaru naší vlastní
Plazma, která tvoří narůstající disk, pochází z dále v galaxii. Když Dvě galaxie se srazí a sloučíPlyn je přelepený do centrální oblasti této fúze. Některé z tohoto plynu se nakonec přiblíží k nově sloučené černé díře a tvoří narůstající disk.
Je tu jeden Supermasivní černá díra v srdci každé masivní galaxie.
Černé díry a jejich disky se může otáčetA když to udělají, táhnou s nimi prostor a čas-koncept, který je ohromující a velmi těžko koncepčně pochopí. Černé díry jsou však důležité studovat, protože produkují obrovské množství energie, které mohou ovlivnit galaxie.
Jak energická je černá díra závisí na různých faktorech, jako je hmotnost černé díry, ať už se to otáčí rychle a zda na ni padá spousta materiálu. Fúze palivo nejspornější černé díry, ale ne všechny černé otvory jsou krmeny plynem ze sloučení. V spirálové galaxieNapříklad menší plyn má tendenci spadnout do středu a centrální černá díra má tendenci mít méně energie.
Jedním ze způsobů, jak vytvářejí energii, je to, co vědci nazývají “Jets„ vysoce energetických částic. Černá díra může tahat v magnetických polích a energetických částicích, které ji obklopují, a poté, jak se černá díra otáčí, magnetická pole se otáčí do proudu, který rozloží vysoce energetické částice.
Magnetická pole Otočte se kolem černé díry, když se otáčí a ukládá energii – jako když taháte a otočíte gumovou pásmo. Když uvolníte gumovou kapelu, zaskočí dopředu. Podobně magnetická pole uvolňují svou energii produkcí těchto trysek.
Tyto trysky mohou zrychlit nebo potlačit tvorbu hvězd v galaxii, v závislosti na tom, jak je energie uvolňována do hostitelské galaxie černé díry.
Otočné černé díry
Některé černé díry se však otáčí jiným směrem než narůstající disk kolem nich. Tento jev se nazývá kontrakotování a některé Studuje mé kolegy a já jsme to provedli Navrhněte, že se jedná o klíčovou funkci řídící chování jednoho z nejsilnějších druhů objektů ve vesmíru: Radio Quasar.
Rádiové kvazary jsou podtřídou černých děr, které produkují Nejsilnější energie a trysky.
Můžete si představit černou díru jako rotující kouli a narůstající disk jako disk s otvorem ve středu. Černá díra sedí v této středové díře a otáčí se jedním směrem, zatímco narůstající disk se otáčí opačně.
Tato kontrachlotace nutí černou díru, aby se roztočila a nakonec znovu nahoru v opačném směru, zvaná Corotation. Představte si basketbal, který se točí jedním směrem, ale stále ho klepáte na to, aby se otáčel v druhém. Klepání roztočí basketbal dolů. Pokud budete i nadále klepnout opačným směrem, nakonec se točí a otáčí se jiným směrem. Akreční disk dělá totéž.
Vzhledem k tomu, že trysky pronikají do rotační energie černé díry, jsou silné, pouze když se černá díra rychle otáčí. Změna z kontrachlotace na korotaci trvá nejméně 100 milionů let. Mnoho zpočátku kontrachlovacích černých děr trvá miliardy let, než se rychle spřítí korungové černé díry.
Tyto černé díry by tedy produkovaly silné trysky brzy i později za jejich života, s interludou uprostřed, kde jsou trysky buď slabé nebo neexistující.
Když se černá díra otočí v kontrachrotaci s ohledem na jeho narůstající disk, tento pohyb produkuje silné trysky, které tlačí molekuly v okolním plynu blízko sebe, což vede k The formace hvězd.
Ale později, v korotaci, tryskové naklonění. Tento náklon způsobuje, že tryskový proud zasahuje přímo na plyn, zahřívá jej a brání tvorbě hvězd. Kromě toho je také tryskový Spreje rentgenových paprsků přes galaxii. Kosmické rentgenové paprsky jsou špatné na celý život, protože mohou poškodit organickou tkáň.
Pro život prospívat s největší pravděpodobností potřebuje planetu s obyvatelný ekosystéma mraky horkého plynu nasyceného rentgenovým paprskem takové planety neobsahují. Astronomové tedy mohou místo toho hledat galaxie, aniž by z jeho černé díry vycházelo nakloněné paprsky. Tato myšlenka je klíčem k pochopení toho, kde by se ve vesmíru mohla inteligence potenciálně objevit a dozrávat.
Černé díry jako průvodce
Začátkem roku 2022 jsem postavil model černé díry Použití jako průvodce. Mohlo by poukazovat na prostředí se správným druhem černých děr, aby vytvořila největší počet planet, aniž by je postříkala rentgenem. Život v takových prostředích by se mohl objevit na svém plném potenciálu.
Kde jsou takové podmínky přítomny? Odpověď je prostředí s nízkou hustotou, kde se galaxie před 11 miliardami let sloučily.
Tato prostředí měla černé díry, jejichž výkonné trysky zvýšily rychlost tvorby hvězd, ale nikdy nezažily záchvaty nakloněných trysek v korotaci. Stručně můj model navrhl že teoreticky by se na kosmické scéně pravděpodobně objevila nejpokročilejší mimozemská civilizace daleko a před miliardami let.
Tento upravený článek je znovu publikován Konverzace Podle licence Creative Commons. Přečtěte si Původní článek.
