Галактичні електростанції: фізики розкрили один із головних секретів чорних дір

Чорні діри можуть випускати більше енергії у своє оточення, ніж передбачалося раніше, і що швидше вони обертаються, то ефективніше відбувається вилучення енергії. Астрофізики з'ясували, як диски з гарячої плазми, які обертаються навколо чорних дір, можуть стати потужними двигунами галактичних електростанцій. Дослідження опубліковано в журналі The Astrophysical Journal, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Уже давно фізики запропонували теорії про те, що енергія витягується з обертання чорних дір через магнітні поля і спрямовується в потужні струмені високоенергетичних частинок, які вириваються з полюсів чорних дір. Але вчені не були впевнені в багатьох речах, пов'язаних із цим процесом, наприклад, у тому, що визначає кількість перетвореної енергії. Тепер астрофізики змоделювали дію аккреційного диска навколо надмасивної чорної діри, щоб отримати відповіді на питання, що цікавлять.

Нагадуємо, що нещодавно вчені зробили дуже важливе відкриття. Вони виявили сполучну ланку між чорними дірами зоряної маси і надмасивними чорними дірами, що допоможе зрозуміти, як ці об'єкти стають дуже великими, як уже писав Фокус .

За словами авторів дослідження, давно відомо, що матерія, яка падає в чорну діру з аккреційного диска, що складається з гарячої плазми, може витягувати енергію обертання з чорної діри. Тобто енергію, яка виникає через обертання цього об'єкта. Вважалося, що ця енергія важлива для живлення струменів чорної діри.

Тепер же нове моделювання показує, що з чорних дір витягується набагато більше енергії, ніж було відомо раніше. Ця енергія може виходити у вигляді світла і змушує світитися області поблизу горизонту подій чорної діри.

Астрофізики давно вивчають чорні діри та їхню взаємодію з рідними галактиками, намагаючись зрозуміти, чи надмасивні чорні діри в центрі галактик створюють активні ядра галактик і струмені, що вилітають майже зі швидкістю світла. Часто активні ядра галактик настільки яскраві, що затьмарюють об'єднане світло кожної зірки в галактиці, і це вимагає великої кількості енергії, а вона повинна звідкись надходити.

Минулі дослідження показали, що важливу роль у цьому відіграють магнітні поля чорної діри. Автори нового дослідження хотіли зрозуміти, як відбувається вилучення енергії в цих сильно намагнічених середовищах.

Нове моделювання астрофізиків імітувало фізику гарячої плазми у викривленій тканині простору-часу та області високої гравітації навколо чорних дір. Це дало змогу вченим спостерігати, як магнітні поля взаємодіють із чорними дірами, що обертаються з різною швидкістю, зокрема, вивчаючи ефективність вилучення енергії.

Моделювання показало, що від 10% до 70% енергії, що витягується з обертання чорних дір, спрямовувалося в її струмені. Що швидше обертання чорної діри, то більше енергії вона може віддати, кажуть фізики. Інша частина енергії, витягнута з обертання чорної діри, але не спрямована в струмені, або поглинається аккреційним диском, або розсіюється у вигляді тепла.

Фізики також виявили, що сила магнітного поля збільшувала яскравість аккреційного диска чорної діри. Це може пояснити, чому деякі активні ядра галактик набагато яскравіші, ніж передбачають теоретичні моделі.

Нагадуємо, що те, який вигляд має зворотний бік Місяця продемонстрував, завдяки новим фотографіям, посадковий модуль Blue Ghost. Наразі він поступово знижується, перебуваючи на орбіті навколо Місяця, і скоро має здійснити посадку на супутник Землі, як уже писав Фокус.

Також Фокус писав про те, що 14-річний підліток, якого називають "людина-калькулятор", побив 6 світових рекордів з математики за 1 день.