Почему черные дыры — самые яркие «фонари» во Вселенной

Иронично, но самые темные области ночного неба – черные дыры – могут провоцировать самое яркое излучение во всей Вселенной. Благодаря моделированию магнитных полей, окружающих эти загадочные объекты, ученые наконец разобрались в природе удивительного космического свечения.

Астрофизики из Колумбийского университета в Нью-Йорке разработали модель движения электронов в магнитных полях. Пролетая сквозь магнитную турбулентность словно на американских горках, они могут генерировать удивительно интенсивные волны излучения. Это объясняет тот факт, почему сверхмассивные объекты в космосе (орбита черных дыр или нейтронные звезды) порой светятся так ярко.

Часть свечения – это результат того, что беспорядочное движение частиц внутри скопления пыли и газа вокруг черных дыр разогревает вещество до невероятных температур благодаря трению. Однако во всем этом «вихревом безумии» заряженные частицы начинают генерировать колоссальные магнитные поля, которые заставляют раскаленный материал извергаться в космос целыми потоками. Все это, разумеется, сопровождается крайне интенсивным свечением.

Но некоторые волны светового излучения слишком мощные и высокоэнергетические, чтобы быть результатом простого теплового эффекта. Судя по всему, их источником служит вовсе не раскаленный диск вокруг черной дыры. Астрофизики заявляют, что весь секрет кроется в так называемом магнитном пересоединении. Это процесс, в котором линии магнитного поля разрываются и быстро воссоединяются, ускоряя частицы до околосветовых скоростей.

В прошлом хаос турбулентных магнитных полей позволил объяснить множество аномалий вокруг нашей собственной планеты – например, понять, куда переходит энергия высокоскоростных электронов, когда они сталкиваются с нашей магнитосферой. Лука Комиссо, один из авторов исследования, уверяет, что магнитное пересоединение разгоняет частицы так, как не может даже адронный коллайдер. Компьютерная модель показала, что в результате всего этого хаоса и генерируется энергия, необходимая для экстремально мощного светового излучения — так космос наполняется каскадными потоками света.