1766579146
2025-12-24 12:02:00
Пограничье черных дыр должно быть хаотичным пространством, где скорость, с которой материя погружается в небытие, сдерживается только ослепляющей яростью радиации, вырывающейся с края тьмы.
Эта зона считается нестабильной, склонной к вспышкам, джетам и вспышкам. Тем не менее, предсказание этих динамических событий может быть сложным, поскольку математически точные описания искривленного пространства и экстремальных физических условий оказываются непростой задачей.
Новое исследование по моделированию, проведенное исследователями из Института Флэтайрон в США, теперь предоставляет наиболее подробные на сегодняшний день модели того, как черные дыры звездной массы поглощать и извергать материю с разной скоростью.
Используя два мощных суперкомпьютера для объединения обзорных наблюдений за потоками аккреции черных дыр с измерениями их вращения и магнитного поля, команда разработала новую модель, которая описывает движение газа, света и магнетизма вокруг черных дыр, размером немного больше нашего собственного Солнца.
«Впервые мы смогли увидеть, что происходит, когда точно учитываются наиболее важные физические процессы, связанные с аккрецией черной дыры», говорит астрофизик Личжун Чжан из Института Флэтайрон.
«Эти системы чрезвычайно нелинейны – любое чрезмерно упрощающее предположение может полностью изменить результат».
Моделирование показало, что газовый диск вокруг быстро вращающейся и быстро аккрецирующей черной дыры становится плотнее к середине, в то время как мощная струя газа вырывается наружу, направляемая магнитными полями. ((Чжан и др., АПДж2025)
Новые симуляции согласуются с наблюдениями за различными видами систем черных дыр. Хотя теперь возможны подробные изображения сверхмассивных черных дыр, свет от более мелких объектов все еще необходимо отделить, чтобы астрономы могли составить карту распределения их энергии.
Исследователи показали, что, притягивая достаточное количество материала, черные дыры накапливают толстые аккреционные диски которые поглощают значительное количество радиации, высвобождая вместо этого энергию через ветер и струи.
Их моделирование этих хищных черных дыр также показало, как формируется узкая воронка, которая поглощает материал с поразительной скоростью и создает луч исходящего излучения, который можно наблюдать только при определенных, благоприятных углах обзора.
Команда также обнаружила, что конфигурация окружающего магнитного поля может играть значительную роль в поведении черной дыры, помогая направлять поток газа к ее горизонту и обратно в виде ветров и струй.
«Наш единственный алгоритм, существующий на данный момент, дает решение, рассматривая излучение так, как оно есть на самом деле в общей теории относительности», говорит Чжан.
Моделирование включает в себя общую теорию относительности Эйнштейна, которая описывает, как массы искажают пространство и время, а также подробные модели, охватывающие законы физики, управляющие процессом. газовая плазмамагнитные поля и способ взаимодействия света с материей.
«Наши методы точно фиксируют распространение фотонов в искривленном пространстве-времени, а в сочетании с жидкостью сходятся к известным решениям для линейных волн и ударов», — говорят исследователи. писать.
Далее исследователи хотят посмотреть, можно ли применить их моделирование к другим типам черных дыр, включая сверхмассивную черную дыру Стрельца A* в центре нашего Млечного Пути.
Они также предполагают, что их моделирование может помочь разгадать тайну недавно обнаруженных «маленьких красных точек», которые излучают меньше рентгеновского излучения, чем ожидалось.
«Хотя в наших моделях используется непрозрачность, подходящая для черных дыр звездной массы, вполне вероятно, что многие общие особенности наших результатов будут также применимы и к аккреции на сверхмассивные черные дыры», — говорят исследователи. писать.
Исследование опубликовано в Астрофизический журнал.
#Суперкомпьютеры #только #что #раскрыли #что #на #самом #деле #происходит #вблизи #черной #дыры
Читайте также
