Kara deliklerin dönüşlerinde daha az anlaşılan konu; enerjiyi nasıl temizledikleri, ışık hızına yakın plazmaları zıt taraflara doğru uzay boşluğuna nasıl sürdüğü ve bu enerji dalgalarının milyonlarca ışık yılı boyunca dışa doğru nasıl yayılabildiğidir.
Enerji alanında çalışan Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı (Berkeley Lab) ve UC Berkeley’de çalışan araştırmacıların önderlik ettiği yeni simülasyonlar; plazma dalgalarındaki enerjiyi çalmalarına izin veren sürüş mekanizmaları hakkında yeni bilgiler sağlamak için onlarca yıllık teorileri birleştirdi. Simülasyonlar; yüksek çözünürlüklü gözlemler için yararlı bir karşılaştırma sağlayabilir: Event Horizon Telescope’tan (Olay Ufku Teleskopu) yapılan çalışmalarla ilk defa doğrudan plazma dalgalarının bulunduğu bölgelerin görüntülerini sağlamak mümkün olabilecek.Teleskop, Samanyolu galaksimizin merkezindeki kara deliğin yeni görünümlerinin yanı sıra diğer süper kütleli kara deliklerinde ayrıntılı görünümlerini sağlayacaktır.
Simülasyonlar, ilk defa, bir kara deliğin etrafındaki elektrik akımlarının manyetik alanları şekillendirmede enerji dalgalarına nasıl döndürdüğünü açıklayan bir teori ile kara deliğin dönüşü olmayan bir noktadan (olay ufkunun) nasıl geçtiğini açıklayan başka bir teoriyle birleştirildi.
Bilgisayar simülasyonlarında, elektron ve pozitron çiftlerinin oluşumunda hesaba katılması gereken; plazma jet fırlatma işleminde yer alan parçacıklar için hızlanma mekanizması ve jetlerdeki ışığın yayılması gibi tüm karmaşık fiziğin modellenmesinde sorunlar yaşanmaktadır.
Berkeley Lab, uzun zamandan beri, plazma simülasyonlarına yoğun bir şekilde katkıda bulunmuştur. Plazma; evrenin en yaygın hali olan gaz benzeri yüklü parçacıkların karışımıdır.
Parfrey: “Jetleri daha iyi tanımlamak için daha karmaşık simülasyonlarda, plazma fiziği ve genel görelilik teorisindeki uzmanlık kombinasyonunun bir arada olması gerekmektedir. Bu iki şeyi bir araya getirmek için iyi bir zaman olacağını düşündüm.”
Kalifornia, Mountain View’daki NASA Ames Araştırma Merkezi’nde bir süper bilgi işlem merkezinde gerçekleştirilen simülasyonlar; karadelik ile ilişkili güçlü bir yerçekimi alanı varlığında çarpışmayan bir plazmanın ilk modelini (yüklü parçacıklar arasındaki çarpışmaların önemli bir rol oynamamaları) sağlayan yeni sayısal teknikleri içermektedir.
Simülasyonlar, doğal olarak, jetleri oluşturan büküm manyetik alanlarını tanımlayan Blandford-Znajek Mekanizması ve negatif enerji parçacıkları kara delik tarafından yutulduğunda ne olacağını açıklayan ayrı bir Penrose işlemi olarak bilinen etkiler üretir.
Parfrey: “Penrose işlemi, kara deliğin dönüş enerjisinin çekilmesine bu kadar katkıda bulunmak zorunda olmasa da, muhtemelen jetlerin manyetik alanlarını büken elektrik akımlarıyla doğrudan bağlantılıdır.”
Daha önceki bazı modellerden daha ayrıntılı olmasına rağmen, Parfrey, ekibinin simülasyonlarının hala gözlemlerle devam ettiğini ve simülasyonları gerçekleştirmek için gereken hesaplamaları basitleştirmek için bazı şekillerde idealleştiğini belirtti.
Ekip, jetlerin plazma dağılımını ve radyasyon emisyonlarını gözlemlerle karşılaştırmak için daha gerçekçi bir şekilde incelemek adına, jetlerde elektron-pozitron çiftlerinin yaratılma sürecini daha iyi modellemeyi amaçlamaktadır. Ayrıca, simülasyonların kapsamını da genişletmeyi planlıyorlar.
Parfrey: “Tüm sorunun daha tutarlı bir resmini sağlamayı umuyoruz.”