Supermasywne czarne dziury wydają się istnieć w sercach niemal każdej galaktyki. Od czasu do czasu gwiazda wędruje w pobliżu jednego z tych potworów i napotyka coś, co nazywa się zaburzeniem pływowym. Grawitacja czarnej dziury rozdziera gwiazdę, powodując potężną eksplozję promieniowania. Zauważyliśmy, że dzieje się to już kilka razy.
Nie wiemy jednak dokładnie, dlaczego tak się dzieje, ponieważ słowo „to” odnosi się konkretnie do eksplozji promieniowania. W końcu gwiazdy wytwarzają promieniowanie w wyniku syntezy jądrowej, a zaburzenia pływowe wytwarzają promieniowanie makaron gwiazda, skutecznie wyciągająca składniki z reakcji termojądrowych. Czarne dziury świecą, gdy żywią się materią, ale proces ten nie wygląda na nagły wybuch promieniowania w wyniku zakłócenia pływowego.
Okazuje się, że nie do końca wiemy, w jaki sposób powstaje promieniowanie. Istnieje wiele konkurencyjnych pomysłów, ale nie mogliśmy ustalić, który z nich najlepiej pasuje do danych. Naukowcy wykorzystali jednak zaktualizowany pakiet oprogramowania do modelowania zdarzenia rozerwania pływowego i wykazali, że ulepszony model dobrze pasuje do naszych obserwacji.
Symulacja spaghetti
Jak wspomniano powyżej, nie jesteśmy całkowicie pewni źródła promieniowania podczas zakłóceń pływowych. Tak, jest duży i katastrofalny, więc niewielkie promieniowanie nie jest zaskakujące. Jednak interpretacja szczegółów tego promieniowania – jakie długości fal przeważają, jak szybko wzrasta i spada jego intensywność itd. – może nam powiedzieć coś o fizyce sterującej tymi zdarzeniami.
W idealnym przypadku oprogramowanie powinno działać jako pomost pomiędzy fizyką zaburzeń pływowych a naszymi obserwacjami wytwarzanego przez nie promieniowania. Jeśli zasymulujemy realistyczną turbulencję i mamy odpowiednie prawa fizyczne, program powinien wytworzyć falę promieniowania, która dobrze pasuje do naszych obserwacji tych zdarzeń. Niestety, jak dotąd oprogramowanie nas zawiodło; Aby wszystko było łatwe do zarządzania obliczeniowego, musieliśmy skorzystać z wielu skrótów, co rodziło pytania o realizm naszych symulacji.
Nowa praca Elada Steinberga i Nicholasa Stone’a z Uniwersytetu Hebrajskiego opiera się na… Pakiet oprogramowania o nazwie RICH Może śledzić ruch płynów (technicznie nazywany hydrodynamiką). Chociaż gwiezdna pozostałość nie jest płynna w sensie płynów, które znamy na Ziemi, jej zachowanie jest podyktowane głównie mechaniką płynów. Projekt RICH został niedawno zaktualizowany w celu ulepszenia modelu emisji i absorpcji promieniowania przez materiały w płynie, dzięki czemu lepiej nadaje się do modelowania zaburzeń pływowych.
Naukowcy nadal muszą iść na skróty, aby zapewnić wykonanie obliczeń w rozsądnym czasie. Wersja grawitacji zastosowana w symulacji nie jest całkowicie relatywistyczna i jest przybliżona jedynie w obszarze najbliższym czarnej dziury. Przyspieszyło to jednak obliczenia na tyle, że umożliwiło naukowcom prześledzenie pozostałości gwiazdy od procesu transformacji do szczytowego promieniowania wygenerowanego przez zdarzenie, czyli przez okres około 70 dni.
„Amatorski przedsiębiorca. Profesjonalny ekspert od internetu. Człowiek zombie. Nieuleczalny badacz popkultury”.