Зображення струменя Хаббла, що випромінюється 3-мільярдною чорною дірою в сонячній масі в центрі галактики M87 (лютий 1998 р.) Кредит: NASA / ESA та Джон Біретта (STScI / JHU)
Навіть незважаючи на те, що чорні діри - за їх визначенням і самою природою - є найвищою складовою Всесвіту, збираючи і збиваючи матерію та енергію настільки, що навіть світло не може уникнути їхнього гравітаційного захвату, вони також часто виявляють дивну поведінку, коли пролітають величезні також кількість матеріалу, що знаходиться далеко від них, у вигляді струменів, які вивергають у космос сотні тисяч - якщо не мільйони - світлових років. Ці струмені містять перегріту плазму, яка не пробила його через горизонт подій чорної діри, а скоріше "закрутилася" завдяки потужній силі тяжіння та інтенсивному обертанню і в результаті потрапила назовні наче з величезного космічного гармати.
Точні механізми, як це все працює, точно не відомі, оскільки чорні діри, як відомо, непросто спостерігати, і один з найбільш дивовижних аспектів поведінки струменя полягає в тому, що вони, як видається, завжди узгоджуються з віссю обертання активно подається чорного отвір, а також перпендикулярно до супровідного накопичувального диска. Тепер нові дослідження з використанням передових 3D-комп'ютерних моделей підтримують думку про те, що швидкість обертання чорних дір збільшується в поєднанні з магнетизмом плазми, що відповідає за формування струменів.
У недавньому документі, опублікованому в журналі Наука, доцент університету Меріленда Джонатан Маккінні, директор Інституту Кавлі Роджер Бландфорд та Принстонського університету Олександр Чеховський повідомляють про свої висновки, зроблені за допомогою комп’ютерних моделювань складної фізики, виявлених поблизу кормової надмасивної чорної діри. Ці GRMHD - що розшифровується як загальна релятивістська магнітогідродинамічна - комп’ютерні симсими слідкують за взаємодією буквально мільйонів частинок під впливом загальної відносності та фізики релятивістських намагнетизованих плазм… в основному, справді надзвичайно гарячі речі, що знаходяться в дисковому накопичувальному диску чорної діри .
Читайте більше: Перший погляд на свято Чорної Діри
Що McKinney та ін. В їхніх моделюваннях було виявлено, що незалежно від того, як вони спочатку орієнтували струмені чорної діри, вони в кінцевому підсумку завжди вирівнювались із віссю обертання самої чорної діри - саме те, що було знайдено в реальних спостереженнях. Команда виявила, що це викликано лініями магнітного поля, породженими плазмою, скрученою інтенсивним обертанням чорної діри, тим самим збираючи плазму у вузькі, зосереджені струмені, спрямовані від її спінових осей - часто на обидва полюси.
На більш далеких відстанях вплив спина чорної діри слабшає, і, таким чином, струмені можуть почати розбиватися або відхилятися від своїх початкових шляхів - знову ж таки, що було помічено в багатьох спостереженнях.
Цей механізм вирівнювання магніто-спіна, як називає команда, виявляється найбільш поширеним серед активних надмасивних чорних дір, накопичувальний диск яких товстіший ніж тонкий - результат наявності або дуже високої, або дуже низької швидкості падіння матерія. Так відбувається з гігантською еліптичною галактикою M87, яку видно вище, яка демонструє блискучий струмінь, створений чорною дірою в 3 мільярди сонячної маси в центрі, а також набагато менш масивною 4-мільйонною сонячною масою SMBH в центрі нашої галактики, Sgr A *.
Читайте більше: Чорна діра Чумацького шляху вистрілює найяскравішим спалахом
Використовуючи ці висновки, можна краще зробити прогнози щодо поведінки прискореної речовини, що потрапляє до серця нашої галактики.
Детальніше про випуск новин Інституту Кавлі читайте тут.
Вставлене зображення: знімок змодельованої системи чорних дір. (Маккінні та ін.) Джерело: Інститут астрофізики та космології частинок Кавлі (KIPAC)
