Svarta håls jetstrålar är kraftfulla kollimerade utflöden av materia och energi som skjuts upp från närheten av supermassiva svarta hål. De observeras i en mängd olika astrofysiska källor, inklusive aktiva galaktiska kärnor (AGN), mikrokvasarer och gammastrålningskurar.

Emissionen från svarta håls jetstrålar tros vara synkrotronstrålning, som produceras när relativistiska elektroner spiralformar i ett magnetfält. Magnetfältet i svarta håls jetstrålar tros genereras av själva det snurrande svarta hålet.

Ljusstyrkan hos en svarthålsstråle beror på ett antal faktorer, inklusive massan av det svarta hålet, ansamlingshastigheten på det svarta hålet och strålens orientering i förhållande till observatören. De mest kraftfulla svarta hålsstrålarna observeras i AGN, som drivs av ansamling av gas till supermassiva svarta hål.

Svarta hålstrålar kan penetrera den kosmiska himlen över avstånd på hundratusentals ljusår. Detta beror på att de är mycket kollimerade, och de kan därför resa stora sträckor utan att skingras. Det mest kända exemplet på en svart håls jet är M87 jet, som ligger i Jungfruklustret av galaxer. M87-jetstrålen är över 5 000 ljusår lång, och det är ett av de ljusaste objekten på röntgenhimlen.

Modellering av M87:s jetplan:Ett första steg för att förstå den underliggande fysiken

Svarta håls jetstrålar är komplexa föremål och deras emission är inte helt klarlagd. Det har dock gjorts ett antal försök att modellera M87-jetplanen för att förstå dess underliggande fysik.

En av de mest framgångsrika modellerna av M87-jetmodellen är "ryggradsslidan". Denna modell delar upp strålen i två regioner:en central ryggrad och en yttre mantel. Ryggraden tros vara där strålen accelereras, och manteln tros vara där strålen avger det mesta av sin strålning.

Ryggslidsmodellen har lyckats reproducera många av de observerade egenskaperna hos M87-jetstrålen, inklusive dess ljusstyrka, spektrum och variabilitet. Det finns dock fortfarande vissa aspekter av M87-jeten som inte är helt klarlagda, till exempel den exakta mekanismen genom vilken jetstrålen accelereras.

Slutsats

Svarta håls jetstrålar är fascinerande föremål som ger en inblick i de mest extrema miljöerna i universum. Genom att modellera svarta håls jetstrålar kan astronomer lära sig mer om dessa objekts fysik och hur de bidrar till galaxernas övergripande utveckling.