Галактические электростанции: физики раскрыли один из главных секретов черных дыр

Черные дыры могут выпускать больше энергии в свое окружение, чем предполагалось ранее, и чем быстрее они вращаются, тем эффективнее, происходит извлечение энергии. Астрофизики выяснили, как диски из горячей плазмы, которые вращаются вокруг черных дыр, могут стать мощными двигателями галактических электростанций. Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal, пишет Space.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Уже давно физики предложили теории о том, что энергия извлекается из вращения черных дыр из-за магнитных полей и направляется в мощные струи высокоэнергетических частиц, которые вырываются из полюсов черных дыр. Но ученые не были уверены во многих вещах, связанных с этим процессом, например, в том, что определяет количество преобразуемой энергии. Теперь астрофизики смоделировали действие аккреционного диска вокруг сверхмассивной черной дыры, чтобы получить ответы на интересующие вопросы.

Напоминаем, что недавно ученые сделали очень важное открытие. Они обнаружили связующее звено между черными дырами звездной массы и сверхмассивными черными дырами, что поможет понять, как эти объекты становятся очень большими, как уже писал Фокус.

По словам авторов исследования, давно известно, что падающая в черную дыру материя из аккреционного диска, состоящего из горячей плазмы, может извлекать энергию вращения из черной дыры. То есть энергию, которая возникает из-за вращения этого объекта. Считалось, что эта энергия важна для питания струй черной дыры.

Теперь же новое моделирование показывает, что из черных дыр извлекается гораздо больше энергии, чем было известно ранее. Эта энергия может выходить в виде света и заставляет светиться области вблизи горизонта событий черной дыры.

Астрофизики давно изучают черные дыры и их взаимодействие с родными галактиками в попытке понять, сверхмассивные черные дыры в центре галактик создают активные ядра галактик и струи, вылетающие почти со скоростью света. Часто активные ядра галактик настолько яркие, что затмевают объединенный свет каждой звезды в галактике, и это требует большого количества энергии, а она должна откуда-то поступать.

Прошлые исследования показали, что важную роль в этом играют магнитные поля черной дыры. Авторы нового исследования хотели понять, как происходит извлечение энергии в этих сильно намагниченных средах.

Новое моделирование астрофизиков имитировало физику горячей плазмы в искривленной ткани пространства-времени и области высокой гравитации вокруг черных дыр. Это позволило ученым наблюдать, как магнитные поля взаимодействуют с черными дырами, которые вращаются с разной скоростью, в частности, изучая эффективность извлечения энергии.

Моделирование показало, что от 10% до 70% энергии, извлекаемой из вращения черных дыр, направлялось в ее струи. Чем быстрее вращение черной дыры, тем больше энергии она может отдать, говорят физики. Остальная часть энергии, извлеченная из вращения черной дыры, но не направленная в струи, либо поглощается аккреционным диском, либо рассеивается в виде тепла.

Физики также обнаружили, что сила магнитного поля увеличивала яркость аккреционного диска черной дыры. Это может объяснить, почему некоторые активные ядра галактик гораздо ярче, чем предсказывают теоретические модели.

Напоминаем, что то, как выглядит обратная сторона Луны продемонстрировал, благодаря новым фотографиям, посадочный модуль Blue Ghost. В настоящее время он постепенно снижается, находясь на орбите вокруг Луны, и скоро должен совершить посадку на спутник Земли, как уже писал Фокус.

Также Фокус писал о том, что 14-летний подросток, которого называют "человек-калькулятор", побил 6 мировых рекордов по математике за 1 день.