Găurile negre supermassive care se ascund în centrele galactice sunt deseori descrise drept monștri cosmice. Cu toate acestea, acestea sunt ființe practic invizibile. Pentru a le găsi, este necesar să se măsoare viteza noroadelor de gaz care se rotesc în jurul lor.
Cu toate acestea, uneori își declară existența, eliberând jeturi puternice care transportă volume atât de mari de energie încât să poată umbri întreaga strălucire a stelelor galactice. Aceste jeturi relativiste sunt două fluxuri de plasmă care se mișcă în direcții opuse la viteze apropiate de lumină.
Dar fizica care le controlează rămâne misterioasă de mult timp. Cercetările noi încearcă să pună în lumină câteva dintre motivele apariției neobișnuite a avioanelor. Exclusivitatea lor se află într-o stabilitate impresionantă. Ei reușesc să scape dintr-o regiune de dimensiunea orizontului de evenimente și să se îndepărteze de galaxia gazdă, păstrând în același timp forma lor originală. Aceasta corespunde unei lungimi de miliarde de ori mai mare decât raza inițială. Imaginați-vă cum o fantă de apă este scos dintr-un furtun cu o lățime de 1 cm și rămâne stabilă pentru 10.000 km. Dar, la o distanță mare, jeturile își pierd coerența și dezvoltă structuri alungite care adesea seamănă cu vîrtejurile. Deci, ele sunt supuse unor instabilități, schimbând aspectul.
Dihotomia jetului
Primul avion astrofizic din 1918 a fost observat de Geber Curtis. El a stabilit că fenomenul ar trebui să aibă o legătură cu miezul galaxiei eliptice M87.
În anii 1970 Bernie Fanaroff și Julia Riley au reușit să exploreze un număr foarte mare de jetoane. Ei și-au dat seama că pot fi împărțite în două clase: cele ale căror strălucire scade cu distanța și cele ale căror luminozitate crește pe margini. Al doilea tip este de 100 de ori mai luminos decât primul. Ambele sunt înzestrate cu o formă ușor diferită la sfârșitul anului - prima seamănă cu un umflat intermitent, iar al doilea - un flux turbulent îngust.
Când fluxul de jeturi primește accelerație dintr-o gaură neagră, acesta atinge 99,9% din viteza luminii. La o astfel de viteză, fluxul de timp din jet măsurat de un observator extern încetinește, urmând teoria specială a lui Einstein. Diferite părți ale jetului sunt schimbate între ele și astfel își protejează integritatea.
Când este scos dintr-o gaură neagră, jetul se extinde lateral. Această expansiune creează presiune în interiorul jetului, iar presiunea gazului în jurul jetului nu scade. Ca urmare, presiunea gazului depășește presiunea din interiorul jetului și apoi este comprimată. În acest moment, părțile jetului converg și restabilește contactul. Dacă anumite zone devin instabile, acest lucru poate afecta întregul fascicul. Este important să observăm faptul că, după expansiune și contracție, fluxul nu se mișcă direct, ci pe o cale curbată. Cursurile curbate sunt susceptibile de a suferi de instabilitate centrifugală și, prin urmare, formează o structură de vârtej.
Modelele computerizate arată că jeturile relativiste își pierd stabilitatea datorită instabilității centrifuge, care afectează inițial numai contactul cu gazul galactic. Această instabilitate este atât de periculoasă încât jetul nu se ridică și este inferior turbulențelor.
Studiul acestor procese vă va permite să înțelegeți mai bine stabilitatea impresionantă a jeturilor astrofizice. De asemenea, va ajuta să înțelegeți cele două clase și motivele apariției lor.
