Ученые выяснили, откуда черные дыры берут энергию

Международная команда ученых также профессора использовали передовые компьютерные симуляции, что смоделировать магнитные потоки вокруг черных дыр. Результаты предоставили важные данные о сложной физике вокруг черных дыр и могут изменить наше представление о их роли в формировании галактик.Работа опубликована в журнале The Astrophysical Journal (AstroJournal).

Черные дыры давно привлекают внимание ученых не только своей способностью поглощать материю, но и как мощные источники энергии, способные перераспределять ее на колоссальных масштабах. Окружающие их аккреционные диски из газа и пыли играют ключевую роль в этих процессах. Когда такие диски сильно магнетизированы, они могут действовать как гигантские энергетические установки, извлекая энергию из вращения черной дыры.

Однако многие аспекты этого процесса остаются неясными, например, что именно определяет, сколько энергии будет перераспределено в мощные джеты — потоки частиц и энергии, выбрасываемые вдоль полюсов черной дыры, или рассеяно как тепло.

«Падающий газ может извлекать энергию вращения из черной дыры», — объяснил профессор Джейсон Декстер, соавтор исследования. — «Эта энергия может излучаться как свет или способствовать выбросу газа. Так или иначе, извлеченная энергия может быть важным источником для освещения областей около черной дыры».

Команда смоделировала поведение плазменного газа в искривленном пространственно-временном континууме вокруг черных дыр. Исследования показали, как взаимодействие магнитных полей с черными дырами, вращающимися с разной скоростью, влияет на процесс извлечения энергии.

«Цель заключалась в том, чтобы понять, как магнитный поток, пронизывающий черную дыру, влияет на извлечение энергии и образование джетов», — добавил Декстер.

Результаты показали, что в зависимости от скорости вращения черной дыры от 10% до 70% извлеченной энергии направляется в джеты. Чем быстрее вращается черная дыра, тем больше энергии она может выпустить.

Ученые надеются, что дальнейшие симуляции помогут им лучше понять, как формируется корона черной дыры — область горячего газа, которая окружает ее и испускает рентгеновские лучи. Этот газ играет ключевую роль в свете, который мы наблюдаем от таких систем.