Ils simulent la turbulence dans les disques d’accrétion de trous noirs

MADRID, le 30 août. (EUROPA PRESS) –

Supercalculateurs de nouvelle génération ont produit des simulations de turbulence à la plus haute résolution dans les structures appelées disques d’accrétion qui entourent les trous noirs.

Un disque d’accrétion, comme son nom l’indique, est un gaz en forme de disque qui spirale dans un trou noir central.

L’étude des propriétés uniques et extrêmes des trous noirs suscite un grand intérêt. Cependant, Les trous noirs ne laissent pas passer la lumière et ne peuvent donc pas être directement perçus par les télescopes. Pour sonder les trous noirs et les étudier, nous observons comment ils affectent leur environnement. Les disques d’accrétion sont un moyen d’observer indirectement les effets des trous noirs, car ils émettent un rayonnement électromagnétique visible avec des télescopes.

“La simulation précise du comportement des disques d’accrétion améliore considérablement notre compréhension des phénomènes physiques entourant les trous noirs” explique dans une déclaration Yohei Kawazura, de l’Université du Tohoku et membre de l’équipe de recherche. “Il fournit des informations cruciales pour l’interprétation des données d’observation du télescope Event Horizon.”

Les chercheurs ont utilisé des superordinateurs tels que le « Fugaku » de RIKEN (l’ordinateur le plus rapide du monde jusqu’en 2022) et « ATERUI II » de NAOJ (Observatoires astronomiques nationaux du Japon) pour effectuer des simulations à haute résolution sans précédent. Bien que des simulations numériques de disques d’accrétion aient déjà été réalisées, aucune n’a observé la plage d’inertie en raison du manque de ressources informatiques.

Cette étude a été la première à reproduire avec succès le “plage d’inertie” qui relie les grands et petits tourbillons dans la turbulence des disques d’accrétion.

Les « ondes magnétosoniques lentes » dominent également cette plage.. Cette découverte explique pourquoi les ions sont chauffés sélectivement dans les disques d’accrétion. Les champs électromagnétiques turbulents dans les disques d’accrétion interagissent avec les particules chargées, en accélérant potentiellement certains à des énergies extrêmement élevées.

En magnétohydronomie, les ondes magnétosoniques (lentes et rapides) et les ondes d’Alfvén constituent les types d’ondes de base. Il a été constaté que les ondes magnétosoniques lentes dominent la plage inertielle, transportant environ deux fois plus d’énergie que les ondes d’Alfvén. La recherche met également en évidence une différence fondamentale entre la turbulence du disque d’accrétion et la turbulence du vent solaire, où dominent les ondes d’Alfvén.

Selon les auteurs, dont les résultats sont publiés dans Progrès scientifiques.