Международная группа астрофизиков совершила прорыв в понимании одних из самых загадочных объектов во Вселенной. Им удалось создать наиболее детальную и реалистичную на сегодняшний день компьютерную модель процесса аккреции — падения вещества на сверхмассивную чёрную дыру. Эта симуляция, разработанная при поддержке Национального научного фонда США, впервые объединяет сразу несколько ключевых физических явлений: общую теорию относительности Эйнштейна, воздействие магнитных полей, динамику плазмы и излучение.

Аккреционный диск чёрной дыры. Художественное изображение

Долгое время моделирование аккреционных дисков — раскалённых вихрей из газа и пыли, вращающихся вокруг чёрной дыры, — было сопряжено с упрощениями. Учёные были вынуждены выбирать: учитывать либо эффекты общей теории относительности, либо сложное поведение магнитной плазмы. Новая модель преодолевает эти барьеры. Она наглядно показывает, как магнитные поля закручивают падающий газ в причудливые вихревые структуры, напоминающие штопор. В результате часть вещества безвозвратно исчезает в чёрной дыре, а другая, ускоренная магнитными силами до околосветовых скоростей, вырывается наружу в виде узких струй-джетов, способных «пронзать» целые галактики.Джеты чёрной дыры. Художественное изображение

Это достижение крайне важно для расшифровки данных с инструментов, подобных телескопу Горизонта событий (Event Horizon), который в 2019 году впервые показал миру «тень» чёрной дыры. Теперь у астрономов появился мощный инструмент для сравнения теорий с реальными наблюдениями. Модель поможет точнее понять, как чёрные дыры в центрах галактик влияют на их эволюцию, нагревая и выбрасывая газ, тем самым ускоряя рождение новых звёзд.