의심의 여지없이, 블랙홀과 중성자 별은 알려진 우주에서 가장 신비한 대상입니다. 별의 수명이 끝날 때 발생하는이 조밀 한 물체를 둘러싸고있는 미스터리 중 하나는 그들을 호스팅하는 공간 영역에서 방출되는 전자기 방사선의 원천입니다.
천체 물리학 자들은이 고 에너지 방사선이 수십 년 동안 블랙홀과 중성자 별 주변의 가벼운 속도로 움직이는 전자의 산물이라고 의심해 왔습니다. 그러나 퍼즐의 누락 된 부분은 이러한 전자가 그러한 상대 론적 속도로 가속되는 과정의 정확한 과정입니다.
이제 에 발표 된 연구에서 Astrophysical Journal , 천체 물리학 자 Luca Comisso와 Lorenzo Sironi는이 가속도 뒤에이 미스터리 메커니즘을 발견하기 위해 사용한 대규모 슈퍼 컴퓨터 시뮬레이션에 대해 논의합니다.
컬럼비아 대학교 듀오가 도달 한 결론은 혼란 운동과 엄청난 강력한 자기장에서 발견 된 '재 연결'이라는 현상 사이의 상호 작용에 의해이 속도가 부여된다는 것입니다.
연구원은 블랙홀과 중성자 별을 주최하는 지역이 매우 뜨거운 가스 입자의 바다에 의해 침투된다고 설명합니다. 이 가스 입자가 혼돈 적으로 움직일 때 자기장 선을 끌어냅니다. 이것은 활발한 자기 재 연결을 유도합니다.
혼돈 계산
이러한 난류 가스를 연구하는 데 어려움은 혼돈 운동이 정확하게 예측하기가 불가능하다는 것입니다. 실제로, 난기류의 수학을 다루는 문제는 매우 잘 알려져있어 수학의 밀레니엄 상 수상 도전을 구성하는 7 가지 문제 중 하나입니다.
Comisso와 Sironi는 가스에서 하전 된 입자의 난류를 설명하는 방정식을 해결하기 위해 광범위한 슈퍼 컴퓨터 시뮬레이션을 설계하고 사용하여 천체 물리학 적 관점 에서이 문제를 해결했습니다. 이 시뮬레이션은이 연구 분야에서 가장 큰 시뮬레이션입니다.
연구원들은이 연구의 가장 중요한 요소는이 난류 환경에서 자기 재 연결에 의해 수행 된 역할을 식별하는 것이라고 지적했다.
그들의 시뮬레이션은 재 연결 '선택'입자를 자기장으로 가속화 할 수있는 입자를 거의 상대 론적 속도로 가속 시킨다는 것을 시사합니다. IT 시뮬레이션은 또한이 환경의 입자가 난류 변동을 무작위로 튀어 오르면 대부분의 에너지를 얻었음을 보여줍니다.
이 과정과 관련된 자기장이 강할수록 전자의 가속도가 더 빠릅니다. 이 강한 필드는 또한 입자가 곡선 궤적으로 이동하게하며, 이러한 가속도는 전자기 방사선의 방출을 유발합니다.
블랙홀과 중성자 별 주변의 극한 환경 이해
연구원들의 듀오는 그들의 연구의 궁극적 인 목표는 블랙홀과 중성자 별을 둘러싼 극단적 인 환경과 그 안에서 발생하는 사건을 더 잘 이해하는 것입니다.
이것은 결국 기본 물리학과 우주가 어떻게 기능하는지에 대한 우리의 이해에 대한 추가 조명을 빛날 수 있습니다.
그러나 여전히해야 할 일이 여전히 많습니다.
이 팀은 시뮬레이션에 의해 드러난 예측을 게 성운에 의해 방출 한 전자기 방사선의 관찰과 비교할 계획입니다. 별의 폭력적인 폭발로부터 남은이 밝은 초신성 파편의 전자기 스펙트럼을 분석함으로써 그들은 실제 관찰과 그들의 작업을 연결할 수 있습니다.
원래 연구 :https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab4c33
