Форма черной дыры - на самом деле не пончик, а фонтан

Ученые с помощью компьютерных симуляций и телескопа ALMA выяснили, что газовые кольца, окружающие активные сверхмассивные черные дыры, не похожи на пончик по форме.

На самом деле газ, выбрасываемый из центра, взаимодействует с ниспадающим газом, и картина в целом напоминает не пончик, а скорее фонтан в городском парке.

Известно, что в центре большинства галактик находится сверхмассивная черная дыра, которая в миллионы или даже миллиарды раз тяжелее солнца.

Некоторые такие черные дыры весьма активно поглощают материю. Однако астрономы полагали, что вместо прямого падения в черную дыру материя накапливается кольцами вокруг, образуя структуру пончика.

Как пончик стал фонтаном

После наблюдения сверхмассивной черной дыры в галактике Circinus ученые во главе с Такума Идзуми из Национальной астрономической обсерватории Японии сравнили результаты с компьютерной симуляцией падения газа на черную дыру.

Сравнение показало, что предполагаемый пончик на самом деле не однородная жесткая структура, а набор высокодинамичных газообразных компонентов.

Сначала холодный молекулярный газ, падая в дыру, образует диск. По мере приближения к дыре он нагревается, пока молекулы не распадаются на атомы и ионы. Некоторые из атомов вытесняются в области выше и ниже диска, а не поглощаются черной дырой.

Горячий атомарный газ попадает обратно на диск, создавая трехмерную турбулентную структуру. Три компонента непрерывно циркулируют, напоминая фонтан в парке.

— Прежние теоретические модели предполагали форму пончика, заявил Кейичи Вада из университета Кагосима. — Наша симуляция, вместо того, чтобы основываться на предположениях, началась с физических уравнений и впервые показала, что естественная циркуляция газа образует пончик.

Уже можно начинать переписывать учебники по астрономии.

Результаты опубликованы в издании The Astrophysical Journal.

02.12.2018