Хоча сила тяжіння від чорних дір настільки сильна, що світло навіть не може вийти, ми можемо побачити випромінювання від перегрітої речовини, яка збирається споживати. Досі вчені не змогли пояснити, як вся ця матерія постійно потрапляє в чорну діру - вона повинна просто орбіти, як планети, що рухаються навколо зірки. Нові дані рентгенівської обсерваторії Чандра показують, що потужне магнітне поле чорної діри створює турбулентність навколишнього речовини, що допомагає загнати її всередину, щоб споживати.
Чорні діри освітлюють Всесвіт, і тепер астрономи, нарешті, можуть знати, як це зробити. Нові дані рентгенівської обсерваторії Чандра NASA вперше показують, що потужні магнітні поля є ключем до цих блискучих і вражаючих світлих шоу.
Підраховано, що до чверті всього випромінювання у Всесвіті, випромінюваного після Великого вибуху, надходить матеріал, що потрапляє у бік надмасивних чорних дір, включаючи ті, що живлять квазари, найяскравіші відомі об'єкти. Десятиліттями вчені намагаються зрозуміти, як чорні діри, найтемніші об’єкти у Всесвіті, можуть відповідати за такі великі кількості випромінювання.
Нові рентгенівські дані Чандри дають перше чітке пояснення того, що рухає цим процесом: магнітні поля. Чандра спостерігала систему чорної діри в нашій галактиці, відому як GRO J1655-40 (коротше J1655), де чорна діра тягнула матеріал із супутньої зірки в диск.
"За міжгалактичними стандартами J1655 знаходиться у нас на задньому дворі, тому ми можемо використовувати його як масштабну модель, щоб зрозуміти, як працюють усі чорні діри, включаючи монстрів, знайдених у квазарах", - сказала Джон Міллер з Мічиганського університету Ен-Арбор. Доповідь про ці результати з'являється у тижневому випуску Nature.
Тільки тяжкості недостатньо для того, щоб газ в диску навколо чорної діри втратив енергію і потрапив на чорну діру зі швидкістю, необхідною спостереженнями. Газ повинен втратити частину свого орбітального кутового імпульсу - через тертя чи вітер, перш ніж він може спіраль всередину. Без таких наслідків речовина може залишатися на орбіті навколо чорної діри дуже довго.
Вчені давно вважають, що магнітна турбулентність може породжувати тертя в газоподібному диску і проганяти вітер з диска, який здійснює кутовий імпульс назовні, дозволяючи газу потрапляти всередину.
Використовуючи Чандру, Міллер та його команда надали важливі докази ролі магнітних сил у процесі аккреції чорної діри. Рентгенівський спектр, кількість рентгенівських променів при різних енергіях, показав, що швидкість і щільність вітру з диска J1655 відповідають прогнозам комп'ютерного моделювання для вітрів з магнітним рухом. Спектральний відбиток також виключав дві інші основні конкуруючі теорії щодо вітрів, що рухаються магнітними полями.
"У 1973 році теоретики придумали, що магнітні поля можуть рухати покоління світла газом, що потрапляє на чорні діри", - сказав співавтор Джон Реймонд з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики в Кембриджі, штат Массачусетс. Через 30 років ми, нарешті, можемо мати переконливі докази ».
Це глибше розуміння того, як чорні діри накопичують речовину, також вчить астрономів про інші властивості чорних дір, у тому числі про те, як вони ростуть.
"Так само як лікар хоче зрозуміти причини хвороби, а не лише симптоми, астрономи намагаються зрозуміти, які причини викликають явища у Всесвіті", - сказав співавтор Денні Стігс з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики. "Розуміючи, що змушує енергію звільняти матеріал, потрапляючи на чорні діри, ми також можемо дізнатися, як матерія потрапляє на інші важливі об'єкти".
Окрім накопичувальних дисків навколо чорних дір, магнітні поля можуть відігравати важливу роль у дисках, виявлених навколо молодих сонцеподібних зірок, де утворюються планети, а також ультра щільних об'єктах, званих нейтронними зірками.
Центр космічних польотів Маршалла НАСА, Хантсвіл, штат Алавіа, керує програмою Чандра для управління наукової місії агентства. Смітсонівська астрофізична обсерваторія контролює наукові та льотні операції з рентгенівського центру Чандра, Кембридж, штат Массачусетс.
Додаткову інформацію та зображення можна знайти на:
http://chandra.harvard.edu та http://chandra.nasa.gov
Оригінальне джерело: Chandra News Release
