Tänu superarvutile tehtud esimestele simulatsioonidele on teadlased saanud uue arusaama ühest salapärasest nähtusest - mustadest aukudest pärit relativistlike düüside käitumisest.
Täiustatud simulatsioonid näitavad, et jugavood muutuvad järk-järgult taevas suunda, mille tõttu tõmmatakse ruumi-aeg musta auku pöörlemisse. See käitumine on kooskõlas Albert Einsteini ennustustega äärmise raskusastme kohta pöörlevate mustade aukude läheduses.
Mustade aukude pööramisprotsessi mõistmine ja nende ümbritseva ruumi-aja moonutamine on endiselt udune puzzle. Kuid superarvuti toob meid järk-järgult vastusele lähemale.
Kiiresti pöörlevad mustad augud mitte ainult ei ima ainet, vaid vabastavad energiat ka relativistlike düüside kujul. Gaas ja magnetväljad, mis sisenevad auku, pöörlevad, et moodustada ketta sisestatud magnetväljad ja kuum gaas. Must auk avab selle astronoomilise puljongi, jättes magnetvälja read. See muundab musta auku käivitusplaadiks, millest energia väljub relativistlike joadena kosmosesse.
Vabastatud joad on palju lihtsam õppida kui mustad augud ise. See uuring võimaldab meil mõista, kui kiiresti muutub reaktiivi suund ja pöörleva ketta suunda ja parameetreid.
Varased mudelid keskendusid tasandatud plaatidele. Tegelikkuses paiknevad need nurga all (ketas pöörleb mustast avast eraldi telje ümber). Uuring kinnitab, et kallutamisel muudavad kettaid musta auku suhtes suunda.
Varem ei olnud võimalik leida pretsessijoone, sest kiiresti pöörleva musta auku ümbritseva ala 3D-mudeli loomine nõuab tohutut arvutuslikku võimsust. Sellepärast pidin ma kirjutama mustade aukude simulatsiooni esimese koodi, mida graafikaprotsessorid kiirendasid. Selle tulemusena said teadlased testida simulatsioone ühel maailma suurimast superarvutist Blue Waters.
Kõrge lahutusvõime võimaldas esimest korda kontrollida, kas ketas on väikeste mõõtmetega turbulentne liikumine fikseeritud. Üllatuslikult olid liikumised nii tugevad, et nad sundisid ketast nuumama ja pretsessioon peatus.
Madala eraldusvõimega (vasak) ja kõrge sinise vee (parem) simulatsioonide võrdlus. Teine mudel näitab, et pretsessioon ja joondamine aeglustuvad magnetilise turbulentsi tõttu leviku suurenemise tõttu
Mustade aukude juurdumine on äärmiselt keeruline süsteem, mis sarnaneb orkaaniga. Kuid protsess läheb nii kaugele, et me ei saa seda teha. Seetõttu võimaldavad simulatsioonid palju selgemat arusaamist mustade aukude käitumisest.
Simulatsioonitulemused mõjutavad edasisi uuringuid, mis on seotud mustade aukudega. Samuti aitab see mõista neutronitähtede ja elektromagnetiliste ilutulestike mõjude tekitatud gravitatsioonilaine. Arvutused mõjutavad ka sündmuse Horizon teleskoobi vaatluse tõlgendamist, mis salvestab galaktikakeskuses asuva supermassiivse musta auk varju.
Pealegi suutis pritside välja selgitada mustade aukude tõttu tekkiva intensiivse valguse võnkumisi. Me räägime kvaasi-perioodilistest võnkumistest. Esimest korda märgati neid 1985. aastal.
