Elektromagnetische straling van turbulente reconnectie in zwart gat accretie stromen

De extreme omgeving nabij superzware zwarte gaten creëert een voortreffelijk kosmisch laboratorium waar sterke zwaartekracht, plasma-fysische effecten, deeltjesversnelling en straling allemaal hun sporen nalaten. Met polarimetrische metingen door instrumenten als de Event Horizon Telescope (EHT) en GRAVITY naderen we een tijdperk van uiterst nauwkeurige astrofysica van zwarte gaten, waarin de state-of-the-art modelleringsinspanningen op de proef worden gesteld. Het onderzoek dat in dit voorstel wordt geschetst, heeft tot doel alle facetten van het modelleren van de superzware zwarte gat-omgeving te benutten, die berusten op numerieke simulaties van het hete, geïoniseerde gas dat bekend staat als plasma en dat wordt geaccreteerd door het centrale object. Er twee beproefde methoden om het plasma in deze systemen te beschrijven. Ten eerste maakt men gebruik van op vloeistofdynamica gebaseerde methoden om de globale dynamiek van het accretiesysteem te beschrijven. Ten tweede beschrijft men met deeltjes-dynamica de microfysische effecten, zoals de acceleratie van deeltjes. Terwijl de eerste methode te kampen heeft met te simplificerende aannames, is de tweede rekentechnisch extreem duur. Om te profiteren van de sterke punten van beide methoden, wil ik daarom verbeterde kleinschalige fysica onderzoeken in globale simulaties van het accretiesysteem, die rechtstreeks worden vergeleken met waarnemingen van radio-, infrarood-, röntgen-, en gammastraling door bijvoorbeeld de EHT.

Trefwoorden:High-energy astrophysics, Radiative transfer

Disciplines:Computationele fysica