Черные дыры во всей Вселенной теряют огромное количество энергии, и это может быть связано с магнитными полями, замедляющими их вращение. Понимание таких механизмов может помочь решить давнюю загадку - как именно приводятся в движение колоссальные струи черных дыр.
Новое исследование сверхмассивной черной дыры M87* показало, что энергия возле ее границ вытекает наружу, а не падает внутрь.
Ученые давно предполагали, что магнитные поля вращающихся черных дыр вытягивают энергию из материнских объектов, чтобы питать огромные джеты, которые движутся по Вселенной почти со скоростью света. Но вопрос о том, как они это делают, до сих пор оставался без ответа.
Команда астрофизиков во главе с Эндрю Чейлом из Принстонского университета использовала данные телескопа "Горизонт событий" - огромной обсерватории, состоящей из объединенных телескопов по всему миру, - чтобы изучить поток энергии вблизи M87*.
"Мощность струи, исходящей из M87*, по самым скромным подсчетам, составляет 10 в 42 степени эрга в секунду, что в 250 миллионов раз превышает суммарную светимость Солнца — это примерно то же самое, как если бы 3000 тротиловых бомб, каждая массой с Землю, взрывались каждую секунду", - говорит Чейл. "Более того, по некоторым оценкам, эта энергия в 1000 раз больше".
|
|
На расстоянии 13,2 млрд световых лет обнаружена самая древняя черная дыра, ровесница Вселенной |
Эта чрезвычайно необычная энергия не может исходить из самой черной дыры, поскольку все, что пересекает ее горизонт событий, оказывается в "ловушке". А значит, она должна возникать либо в результате вращения черной дыры, либо из аккреционного диска горячей плазмы, вокруг ЧД. Данные наблюдений, полученные с помощью телескопа Event Horizon Telescope, похоже, подтверждают первую гипотезу, показывая, как поток энергии растекается к краю M87*. Исследователи предположили, что это, возможно, происходит из-за магнитных полей, пронизывающих черную дыру.
Эксперты объяснили, что этот процесс чем-то напоминает кручение волчка, к краям которого привязаны ниточки. "Магнитные поля извлекают энергию из вращающейся черной дыры - они раскручиваются и как бы сжимают черную дыру обратно", - говорит Чейл. "Поскольку происходит выброс энергии только за счет вращения, а не за счет изменения массы, это не нарушает никаких законов физики".
Джеты черных дыр играют важную роль в перетекании энергии от центров галактик к их окраинам, поэтому выяснение того, как они приводятся в движение, имеет важнейшее значение для понимания эволюции галактик в масштабах космического времени.
"Однако мы не можем с уверенностью сказать, что эти джеты питаются от самих черных дыр, пока не получим более чувствительные изображения, позволяющие наблюдать процесс ближе к краю черной дыры", - говорит Чейл, - “Это можно будет сделать с помощью следующего поколения телескопа Event Horizon Telescope, в котором будет задействовано еще больше обсерваторий по всему миру, чтобы получить более качественные изображения - и даже видео - сверхмассивных черных дыр. Но пока этот проект находится на стадии проектирования”.