新模拟提供了如何逃离黑洞的线索

这种通用相对论的碰撞等离子体模拟的这种可视化显示了旋转黑洞的事件范围附近的正弦密度。等离子体不稳定性在激烈的电流区域产生岛状结构。(

黑洞以其贪婪的胃口而闻名，以这种令人厌恶的物质繁合，甚至甚至灯甚至没有灯光才能逃脱。

然而，较少理解的是黑洞吹扫能量在其旋转中锁定，将近光速度等离子体喷射到宇宙中最强大的展示中的一个最强大的展示中的空间。这些喷气机可以向外延伸到数百万光年。

由在能源部劳伦斯伯克利国家实验室（Berkeley Lab）和UC Berkeley工作的研究人员领导的新模拟结合了数十年历史的理论，为等离子喷气机中的驾驶机制提供了新的洞察力，让他们可以从黑洞强大地窃取能源引力领域并推动它远离他们的张大嘴。

该模拟可以为来自事件Horizo​​ n望远镜的高分辨率观测提供一种有用的比较，该阵列被设计为提供等离子体喷射形式的区域的第一直接图像提供的阵列。

望远镜将在自己的银河系中的中心的黑洞的新视图，以及其他超大的黑洞的详细视图。

“如何提取黑洞旋转中的能量来制作喷气机？”凯尔帕克·帕尔弗雷说，他是伯克利实验室核科学司附属于核科学司的爱因斯坦博士博物馆的仿真工作。“这是一个很长一段时间的问题。”

该仿真显示了旋转的黑洞（底部）和碰撞等离子体喷射（顶部）。仿真显示了电子和正极的密度，以及磁场线。黑洞的“ergosurface”内部，其中所有颗粒必须以与孔相同的方向旋转，以绿色显示。(

现在，帕尔弗雷纳州纳斯戈德德太空飞行中心的高级研究员是一名学习的主要作者，是1月23日在物理审查信中出版的，详细介绍了模拟研究。

仿真首次联合起来的理论，该理论解释了黑洞扭曲磁场周围的电流如何形成喷射器，具有单独的理论，解释了通过黑洞的颗粒横跨黑洞的角度 - 事件视界 - 可以出现到远处观察者携带负能量并降低黑洞的整体旋转能量。

这就像吃一个零食，导致你失去卡路里而不是获得它们。由于在这些“负能量”颗粒中，黑洞实际上失去了质量。

计算机仿真难以建模所有涉及等离子喷射发射的复杂物理，这必须考虑到对电子和正弦的成对，颗粒的加速机制以及喷射器中的光发射。

Berkeley Lab在其悠久的历史上广泛地促进了血浆模拟。等离子体是一种带电粒子的气体混合物，即宇宙最常见的物质状态。

Parfrey表示，他意识到更复杂的模拟来更好地描述喷气机将需要各种血浆物理学和一般相对论理论的专业知识。

“我以为这将是一个努力让这两件事在一起的好时机，”他说。

在加利福尼亚州的山景中的美国宇航局Ames研究中心的超级计算中心执行，该模拟采用了新的数值技术，提供了一系列碰撞等离子体的模型 - 其中带电粒子之间的碰撞不会在存在的情况下发挥重要作用与黑洞相关的强引力场。

模拟自然产生称为Blandford-Znajek机制的效果，其描述了形成喷射器的扭曲磁场，以及描述当负能粒子被黑洞吞咽时发生的猪肉处理。

Penrose过程，“即使它不一定有助于提取黑洞的旋转能量，”Parfrey说，“可能直接连接到扭动喷射磁场的电流。”

虽然更详细地比较早期的模型，但Parfrey指出，他的团队的模拟仍在玩观测，并且以某种方式理想化，简化执行模拟所需的计算。

该团队打算更好地模型，通过在喷气机中创建电子 - 正电子对的过程，以便更现实地研究喷射器等离子体分布及其对辐射的排放，以便与观察相比。他们还计划扩大模拟的范围，以包括在黑洞的事件视界周围的缺少物质流动，称为其增值流量。

“我们希望提供一个更一致的整个问题的图片，”他说。

该研究的其他参与者是Alexander Philippov，他是UC Berkeley的爱因斯坦博士博士和Benoit Cerutti，CNRS CERUTTI，于法国UniversitéGrenobleAlpes的CNRS研究员。Parfrey和Philippov是UC Berkeley的天文学和理论天体物理学中心的成员，菲利普洛夫现在在纽约的Flatiron Institute。

美国宇航局通过爱国公司通过爱国斯坦博士后奖学金计划，CNES，Labex [电子邮件保护]，NASA的高端计算计划，TGCC，CINE和SIMONS基础。

出版物：Kyle Parfrey等，“黑洞喷气机的第一原理仿真”，物理评论信，2018; DOI：10.1103 / physrevlett.122.035101