Model akademicki
Obrazek powyższy, wyjęty z wizji artystycznej, opublikowany w magazynie Pour La Science, w numerze 250 z sierpnia 1998, doskonale pokazuje obecną ideę astronomów na temat powstawania dżetów emanujących z jąder aktywnych galaktyk.
Powyżej widać dżet w pełnej okazałości. Zauważmy, że jest on niemal zupełnie prosty. Jest to częste, choć nie systematyczne, w tego typu obiektach. Zauważmy również gradient jasności w centrum M 87. Jest to ważny fakt.
Powyżej widać jedynie najbardziej wewnętrzną część dżetu. Z drugiej jednak strony VLT ma dobrą rozdzielczość. Ta jakość pozwala nam znaleźć wszystkie kości i ostatecznie cały szkielet M87!
Obróbka cyfrowa zdjęcia z VLT:
- Pierwsze zaskoczenie: niezwykła struktura dżetu
- Dwie czarne dziury?
- Wyrzut plazmy?
- Dżet wynikający z wyrzutu plazmy.
- Dżet w płaszczyźnie wyrzutu!
- Drugie zaskoczenie: niespodziewany obiekt.
- Trzecia czarna dziura?
Dysk akrecyjny
oddzielony od wyrzutu.
- Usprawnienie w procesie obróbki cyfrowej
Powyżzy obraz dżetu, otrzymany po modyfikacji procedury obróbki, pozwala na eliminację pewnych izofotów wywołanych gradientem jasności (...) w centrum M 87.
Aby wiedzieć więcej
Oddziaływanie magnetyczne pomiędzy Słońcem a Ziemią.
Globalna struktura torusa i dżetu jest analogiczna do magnetycznego środowiska Ziemi:
Oczywiście w rdzeniu M 87 zachodzi to w znacznie większej skali. Pokazał to J. Biretta w Superluminal Motion in the M87 Jet.
23 września 2004 roku, spektakularna obserwacja teleskopu Chandra potwierdziła fizyczną relację pomiędzy wiatrami gwiazdowymi, magnetosferami i dżetami (jakkolwiek na zdjęciach z Chandra źródło wiatru gwiazdowego jest niewidoczne).
Struktura ta jest podobna do animacji dżetu M87, sporządzonej przez Johna Biretta.
Hipotezy
M 87 jest mikrokwazarem wewnątrz naszej własnej galaktyki.
- Możemy w ten sposób wyjaśnić wyraźną nadświetlną prędkość dżetu (6 c), przyjmując odległość do M 87 wewnątrz Drogi Mlecznej (Y.P. Varshni i J. Talbot). Byłaby to wiec dziwna gwiazda, nienormalnie przesunięty ku czerwieni mikrokwazar. Jednak liczne obserwacje wskazują, że istotnie jest to galaktyka eliptyczna wewnątrz gromady Virgo. Można również dostrzec, że kształty mikrokwazarów są zupełnie różne od M 87.
Faktycznie, M87 jest galaktyką eliptyczną.
- Torus jest plazmą ściśniętą polem magnetycznym centralnej czarnej dziury (tokamak).
- Oddziaływania grawitacyjne, a szczególnie magnetyczne, pomiędzy dwiema czarnymi dziurami, działającymi na rdzeń plazmowy, generowały by dżet i przyspieszały go, jednocześnie go skupiając. Główna obiekcja do tej hipotezy jest taka, że czarne dziury muszą spełniać prawa Keplera. Jednak dżet zachowuje prostą trajektorię poza drugą czarną dziurą, na przestrzeni ponad 5000 al[?], podczas gdy powinien przyjąć kształt spiralny (fale gęstości). W oczywisty sposób zachodzi tu coś innego.
- Możemy odrzucić powyższą obiekcję poprzez przyjęcie następujących hipotez i faktów:
- Centralna czarna dziura ma symetrię osiową (czarna dziura Kerra). Zachowuje się ona więc jak pół-absolutny bezwładny układ obrotowy. Jej płaszczyzna obrotu zmienia się niezwykle wolno (efekt żyroskopu).
- Ze względu na relatywistyczną prędkość na równiku, linie pola magnetycznego wokół czarnej dziury nie układają się biegunowo, lecz obejmują ją koliście w płaszczyźnie rotacji. Właściwość ta pozwala na efekt tokamaka.
- Rozmiar otoczki magnetycznej drugiej czarnej dziury oraz ciśnienie radiacyjne wywołane wiatrem relatywistycznych protonów, wpływa na żagiel słoneczny, który składa się na to pole, pozwalając na kompensację siły grawitacji.
- Druga czarna dziura jest uwięziona w osi dżetu jak w efekcie Coandy (mechanika płynów).
- W końcu, dynamika systemowa (cybernetyka), kryjąca się za serwomechanizmem (ujemnym sprzężeniem zwrotnym) wyjaśnia, jak i dlaczego układ utrzymuje stałą odległość pomiędzy dwie ma czarnymi dziurami.
Inne przykłady dżetów partnerujących układom podwójnym
Wnioski
Wiele dżetów występuje współzależnie:
- z układami podœójnymi (04/02/1992),
- z obecnością pola magnetycznego,
- z obecnością wiatru ciepłych cząstek, wychodzących z jednego z dwóch ciał w stronę drugiego.
Naprzemienny okresowy dżet
Animacja, format ZIP (B. Lempel, 39 KB)
Animacja powyżej pokazuje, co by się stało, gdyby opisana powyżej kinematyka nie działała. Prawa Keplera zadziałały by z całą swoją surowością, a dżet pojawiałby się naprzemiennie, w dwóch przeciwnych miejscach, w płaszczyźnie rotacji drugiej czarnej dziury. Konieczne jest jednak skorygowanie animacji o wywołaną tym ewolucję galaktyki (jak zobaczymy potem), czy to do postaci spiralnej lub z porzeczką, zależnie od prędkości kątowej, oraz w zależności od wariacji peryhelium orbity (NGC 1512). Naprzemienny dżet rozważamy jako zaledwie spekulację.
Sytuacja taka następuje jedynie wtedy, gdy centrum grawitacji obu obiektów nie leży wewnątrz jednego z nich, jak to ma miejsce w przypadku obiektów o zbliżonej masie.
Możemy uważać, że istnienie naprzemiennego, okresowego dżetu jest czystą spekulacją. Jednak satelita Chandra odkrył, w paśmie rentgenowskim, mikrokwazar XTE J 155-564, wykazujący dokładnie taką właśnie osobliwość.
Zjawisko to zostało potwierdzone przez ESA 28 lutego 2006, jako wynik obserwacji pulsara PSR B1259-63, orbitującego wokół gwiazdy SS 2883 (Gwiazda Be).
Dokumentacja & Bibliografia
Gradients de luminosites dans le cœur de M87
Bernard Lempel (PDF = 810 kB).
Cinématique dans le Cœur de M 87
Bernard Lempel (PDF = 406 KB).
Jets et Systèmes binaires - Bernard Lempel. L'Astronomie Vol 117 - Sept 2003. SAF (PDF=1,6 MB).
To samo, Jets and binary Systems - B. Lempel, ale przetłumaczone z francuskiego [na angielski]) (PDF, 588 KB) (Nowe)
Le pulsar du Crabe, Faits et Contradictions. (francuski) (Nowe)
Quasars; a supermassive rotating toroidal black hole interpretation
R.J. Spivey (Toroidalny model czarnej dziury Kerra, jednak niekompletny z pnktu widzenia magnetyzmu).
Le Trou Noir de Kerr Revisité
Bernard Lempel (PDF = 210 KB).
Animacja w formacie MPEG (1,25 MB - Źródło: John Biretta, STScl, 1999).
O mechanice płynów: Hydrodynamique - Physique
- E. Guyon, J.P. Hulin & L. Petit - EDP-Sciences.
O cybernetyce: La Construction des Machines Automatiques
- R. Prudhomme, (Starszy profesor w CNAM) Editions Gauthier-Villars, Collection Information et Cybernétique - 1964 - Paris (niedostępne z powodu wyczerpania nakładu) Można próbować konsultacji przez francuską Bibliothèque Nationale w Paryżu.
Premiers Calculs des Orbites d'un Systeme Binaire de Trous Noirs - E. Gourgoulhon, P. Grandclément. (Paris-Meudon Observatory ).
gr-qc/0106015 - E. Gourgoulhon, P. Grandclément.
gr-qc/0106016 - E. Gourgoulhon, P. Grandclément.
Là où les électrons deviennent relativistes. (La Recherche N° 360 - styczeń 2003).
Cluster, Explosions, Plasmoids, Ion Beams - Report on 7th Cluster Workshop (ESA 15 marca 2004) (Zaobserwowano mechanizm relatywistycznych dżetów)
Modèles d'avalanche des sous-orages géomagnétiques. (GRPS) (i w końcu wyjaśniony?)
The Mouse that soared G359.23-0.82: wielkie potwierdzenie struktury i mechanizmu dżetów (wiatr gwiazdowy + magnetosfera + dżet).
Deep impact
of pulsar around companion star (ESA - 28 lutego 2006).
TeV gamma rays from the Binary Pulsar PSR B1259-63 (kwiecień 2005).
http://arxiv.org/PS_cache/astro-ph/pdf/0506/0506280v2.pdf
Obserwacje przez XMM-Newton pulsara PSR B1259–63 niedaleko przejścia [periastron] w 2004
Cannibal stars like their food hot, XMM-Newton reveals (ESA marzec 2006)
Connect the Sun to stars : towards a solution of the sun magnetic enigma? (CNRS - INSU).
Autor: Bernard Lempel
Przetłumaczono z: A Snag in the Academic Model
Przetłumaczył: Łukasz Buczyński
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz