Американские ученые впервые смоделировали процессы вблизи черной дыры без упрощенных предположений. Симуляции показали, как черные дыры звездной массы поглощают и выбрасывают материю с разной скоростью. Результаты согласуются с наблюдениями и могут изменить понимание аккреции черных дыр, пишет ScienceAlert.

Исследователи из Института Флатирон в США создали самые подробные на сегодня компьютерные модели процессов возле черных дыр звездной массы. Речь идет о пограничных зонах, которые считаются нестабильными из-за вспышек, струй и мощного излучения.

В отличие от предыдущих работ, новое моделирование не опиралось на математические упрощения. Ранее они были необходимы, чтобы сделать расчеты осуществимыми, но в то же время ограничивали точность результатов.

[see_also ids="665458"]

Для симуляций команда использовала два мощных суперкомпьютера. Они объединили наблюдения аккреционных потоков с измерениями спина и магнитных полей черных дыр, немного больше Солнца.

"Это первый случай, когда мы смогли увидеть, что происходит, когда важнейшие физические процессы аккреции черных дыр учитываются точно", — заявил астрофизик Личжун Чжан из Института Флатирон. Он отмечает, что даже небольшое упрощение может кардинально изменить результат.

Симуляции показали, что черные дыры формируют толстые аккреционные диски, которые поглощают значительную часть излучения. Избыток энергии высвобождается в виде ветров и узких струй, заметных лишь под определёнными углами наблюдения.

[see_also ids="662788"]

Исследователи также обнаружили ключевую роль магнитных полей. Они направляют потоки газа к горизонту событий и обратно в виде струй и ветров.

"Наш алгоритм — единственный в настоящее время, который предлагает решение, рассматривая излучение таким, каким оно есть на самом деле в общей теории относительности", — отмечает Чжан. Он добавил, что модель сочетает общую теорию относительности, физику плазмы, магнитные поля и взаимодействие света с материей.

Авторы работы, опубликованной в журнале The Astrophysical Journal, планируют проверить, можно ли применить эти симуляции к сверхмассивным черным дырам, в частности, к Стрельцу A* в центре Млечного Пути. Они также предполагают, что модель поможет объяснить природу так называемых "маленьких красных пятнышек", которые излучают меньше рентгеновского света, чем ожидалось.

Ранее ученые из Техаса обнаружили гигантскую черную дыру в центре соседней карликовой галактики Segue 1. Компьютерное моделирование движения звезд показало, что светила в центре галактики вращаются по быстрым и узким траекториям, что свидетельствует о гравитационном воздействии черной дыры.