Приголомшливі нові зображення показують, як чорні діри виробляють надзвичайно яскраві струмені довгі мільйони світлових років, які можна побачити на величезних космічних відстанях. Дослідники, що стояли за зображеннями, були зроблені за допомогою комп'ютерного моделювання та могли допомогти розгадати постійну таємницю про те, як формуються струмені.
Незважаючи на їхню риску, чорні діри не завжди є чорними. Оскільки чорна діра споживає предмет, газ і пил обертаються навколо кишки гравітаційного бегемота, а тертя може нагрівати матеріал по краях до високих температур. Цей бурхливий процес створює маякові подібні промені заряджених частинок, які рухаються назовні з ближньою швидкістю світла, випромінюючи випромінювання, яке може світити яскравіше, ніж ціла галактика.
"Вони схожі на лазерні промені, що пронизують Всесвіт і дозволяють нам бачити чорні діри, викиди яких інакше були б занадто тьмяними, щоб їх можна було виявити", - сказав Олександр Чеховський, обчислювальний астрофізик Північно-Західного університету в Еванстоні, штат Іллінойс, в ефірі Live Science.
Але складні механізми цих струменів залишаються недостатньо вивченими. Потенційне розуміння проблеми випливає з того, що матеріал навколо чорної діри перетворюється на плазму, пухирчасто горячий, але дифузно намагнічений стан речовини. Фізики давно підозрюють, що скручування магнітних полів якимось чином взаємодіє із зігнутою тканиною простору-часу навколо обертової чорної діри, щоб породжувати струмені.
Використовуючи дуже детальні комп'ютерні моделі, Кайл Парфрі з Центру космічних польотів НАСА Годдарда в Ґрінбелті, штат Меріленд, та його колеги змогли імітувати, як заряджені частинки біля краю чорної діри викликають скручування та обертання магнітних полів, як повідомляли дослідники 23 січня. у журналі Physical Review Letters. Вчені також включили інформацію з теорії відносності Альберта Ейнштейна для моделювання пар цих частинок, що летять на спеціальних орбітах. Ці орбіти налаштовані точно правильно, так що якщо одна з частинок дуету потрапить у чорну діру, його партнер зменшиться на надшвидкій швидкості, приводячи в рух енергію, викрадену з самої чорної діри.
Будь-який предмет, навіть мішок зі сміттям, може бути вистрілений з космічного корабля на одну з цих орбіт, і це дасть судна потужний приріст енергії, заявив Чеховський, який не брав участі в роботі.
Нові обчислювальні методи допоможуть дослідникам краще вивчити області інтенсивного електричного струму біля краю чорної діри, що може бути пов'язане з рентгенівськими і гамма-променями, що спостерігаються в струменях, розповів Парфрі Live Live. Далі команда хоче більш реалістично моделювати процес генерації заряджених пар частинок. Це дозволить астрономам краще прогнозувати властивості струменя, сказав Парфрі.
Отримані результати також допоможуть вченим інтерпретувати результати двох починань - телескоп «Горизонт подій» та «ГРАВІТНІСТЬ», спрямований на сфотографування тіні, накинутої на навколишній матеріал, надмасивною чорною дірою в основі Чумацького Шляху, сказав Парфрі.
