The Astrophysical Journal: Найдены ответы на вопросы о джетах из черных дыр

Все знают о черных дырах одно: в них засасывается абсолютно все, что находится поблизости. Как выяснилось, почти все.

Несмотря на то, что черные дыры определяются как объекты, из которых ничто не может вырваться, одним из удивительных предсказаний теории относительности Эйнштейна является то, что черные дыры могут терять энергию, — говорит астрофизик Элиот Кватер, профессор астрономии Принстона Чарльз А. Янг из Фонда класса 1897 года.

Они могут вращаться, и точно так же, как вращающаяся верхушка со временем замедляется и теряет энергию при вращении, вращающаяся черная дыра также может терять энергию в окружающее пространство.

Ученые широко приняли эту модель с 1970-х годов. Они знали, что магнитные поля, вероятно, извлекают энергию из вращающихся черных дыр, но не знали, каким образом.

Теперь группа астрофизиков из Принстона окончательно установила, что энергия вблизи горизонта событий черной дыры M87* выталкивается наружу, а не внутрь. (M87 — это название галактики Messier 87, поэтому черная дыра в ее центре обозначается как M87*). По словам Кватаэрта, исследователи также создали способ проверить предсказание о том, что черные дыры теряют вращательную энергию, и установить, что именно эта энергия порождает «невероятно мощные потоки, которые мы видим и которые мы называем джетами».

По словам бывшего постдока Принстонского университета Александра Лупсаски, эти струи «похожи на световые мечи джедаев длиной в миллионы световых лет и могут простираться в 10 раз дальше, чем галактика Млечный Путь».

Результаты их работы опубликованы в текущем номере журнала The Astrophysical Journal. Эндрю Чейл, младший научный сотрудник отдела астрофизики, является первым автором статьи. Он и соавтор Джордж Вонг являются членами команды телескопа Event Horizon Telescope и сыграли важнейшую роль в разработке моделей, которые используются для интерпретации черных дыр. Чейл, Вонг, Лупсаска и Куатарт — теоретики, связанные с Принстонской гравитационной инициативой.

Команда поставила Чаэлю в заслугу важнейшую идею, лежащую в основе новой работы: направление, в котором спирали магнитного поля закручиваются, показывает направление потока энергии. Исходя из этого, «все остальное встало на свои места», сказал Кватаэрт.

Если взять Землю, превратить ее в тротил и взрывать 1000 раз в секунду в течение миллионов и миллионов лет, то именно такое количество энергии мы получаем из M87, — сказал Вонг, младший научный сотрудник Принстонской гравитационной инициативы и член Института перспективных исследований.

Ученые уже несколько десятилетий знают, что когда черная дыра начинает вращаться, она увлекает за собой ткань пространства-времени. Линии магнитного поля, пронизывающие черную дыру, увлекают ее за собой, и это замедляет вращение, что приводит к выделению энергии.

Наше новое острое предсказание заключается в том, что когда бы вы ни смотрели на астрофизическую черную дыру, если к ней прикреплены линии магнитного поля, то будет происходить передача энергии — поистине безумное количество энергии, — сказал Лупсаска, бывший младший научный сотрудник Принстонского университета, а ныне доцент физики и математики Университета Вандербильта, который за свои исследования черных дыр получил премию «Новые горизонты в физике» от фонда Breakthrough Prize в 2024 году.

В то время как поток энергии вблизи горизонта событий M87* направляется наружу, команда говорит, что в другой черной дыре поток энергии теоретически может направляться внутрь. Они уверены в своей связи между потоком энергии и направлением линий магнитного поля, а их предсказание о том, что поток энергии исходит из черной дыры, будет проверено с запуском пока еще теоретического телескопа «следующего поколения» Event Horizon Telescope.

По словам Вонга, в течение последних полутора лет исследователи черных дыр во всем мире предлагают технические характеристики будущего прибора.

Такие работы, как наша, могут сыграть решающую роль в определении того, что нам нужно. Я думаю, что это невероятно захватывающее время.

В своей работе четверо исследователей подчеркивают, что они не доказали окончательно, что спин черной дыры «действительно приводит в движение внегалактическую струю», хотя доказательства, безусловно, склоняются в эту сторону. Несмотря на то, что уровни энергии, которые показывает их модель, соизмеримы с теми, которые необходимы джету, они не исключают возможности того, что джет может питаться вращающейся плазмой за пределами черной дыры.

Я думаю, что очень вероятно, что черная дыра питает джет, но пока мы не можем этого доказать, — заключает Лупсаска.

14.11.2023


Подписаться в Telegram



Космос

Как Плутон потерял статус планеты и что нашли ученые
Как Плутон потерял статус планеты и что нашли ученые

Плутон открыли в 1930 году. Он стал ...

Свет из прошлого: «Евклид» открыл редкое космическое явление
Свет из прошлого: «Евклид» открыл редкое космическое явление

1 июля 2023 года космическая обсерватория Eucl...

13 миллиардов лет назад: как темная материя управляла галактиками
13 миллиардов лет назад: как темная материя управляла галактиками

Международная группа ученых нашла темную матер...

Небо в опасности: космический мусор угрожает авиации
Небо в опасности: космический мусор угрожает авиации

Космический мусор на орбите Земли станови...

Марсианские дюны под микроскопом: что скрывает Красная планета
Марсианские дюны под микроскопом: что скрывает Красная планета

Песчаные дюны на Марсе могут раскрыть тай...

Ученые открыли важный компонент звездообразования
Ученые открыли важный компонент звездообразования

Астрономы давно ищут ключевой фактор, который ...

Пять крупных инноваторов присоединяются к US Quantum in Space Collaboration
Пять крупных инноваторов присоединяются к US Quantum in Space Collaboration

Управление по технологическим переходам М...

Руководитель Biomass Майкл Ферингер, ESA: Мы передадим спутник людям
Руководитель Biomass Майкл Ферингер, ESA: Мы передадим спутник людям

Европейское космическое агентство, ESA, планир...

Астрономы в реальном времени увидели формирование джетов черных дыр
Астрономы в реальном времени увидели формирование джетов черных дыр

Впервые международная группа ученых наблюдала ...

Открытие аксиона поможет понять загадочные свойства темной материи
Открытие аксиона поможет понять загадочные свойства темной материи

Темная материя, которую часто называют невидим...

Борьба со складками: инновационный метод для космических мембран
Борьба со складками: инновационный метод для космических мембран

Выход за пределы земной гравитации требуе...

Новая миссия NASA Artemis LEXI покажет, как работает магнитный щит Земли
Новая миссия NASA Artemis LEXI покажет, как работает магнитный щит Земли

Новая революционная миссия в рамках прогр...

Найдены древние водоносные горизонты под поверхностью Марса
Найдены древние водоносные горизонты под поверхностью Марса

Марс, загадочная Красная планета, давно поража...

Как физика нейтрино раскрывает секреты Вселенной
Как физика нейтрино раскрывает секреты Вселенной

Нейтринная физика стала одной из самых пе...

A&A: Event Horizon Telescope продолжает раскрывать тайны черных дыр
A&A: Event Horizon Telescope продолжает раскрывать тайны черных дыр

Получив первые изображения черных дыр, новатор...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Математика против вирусов: как ученые СПбГУ научились предсказывать эпидемии
Математика против вирусов: как ученые СПбГУ научились предсказывать эпидемии
Т-клетки и В-клетки: новые герои в борьбе с раком
Т-клетки и В-клетки: новые герои в борьбе с раком
Почему одни помнят сны, а другие нет? Ученые нашли ответ
Почему одни помнят сны, а другие нет? Ученые нашли ответ
Как Плутон потерял статус планеты и что нашли ученые
Как Плутон потерял статус планеты и что нашли ученые
Вода без яда: как томские ученые победили мышьяк
Вода без яда: как томские ученые победили мышьяк
Атомный ренессанс: Швеция возвращается к ядерной энергии
Атомный ренессанс: Швеция возвращается к ядерной энергии
Наука и Победа: школьники Чечни вспомнили великие достижения советских ученых
Наука и Победа: школьники Чечни вспомнили великие достижения советских ученых
Невидимая угроза: что скрывается в воздухе общественных туалетов
Невидимая угроза: что скрывается в воздухе общественных туалетов
Трава, которая объединяет: как пастбища снижают напряженность в Кении
Трава, которая объединяет: как пастбища снижают напряженность в Кении
От мигрени до Альцгеймера: что значат гормоны для мозга
От мигрени до Альцгеймера: что значат гормоны для мозга
Тайны диатомовых водорослей: что происходит, когда вода становится соленой
Тайны диатомовых водорослей: что происходит, когда вода становится соленой
Nature Genetics: Тайны ДНК помогут понять, что на самом деле вызывает рак
Nature Genetics: Тайны ДНК помогут понять, что на самом деле вызывает рак
Мозг и микросхемы: нижегородские ученые учат электронику бороться с эпилепсией
Мозг и микросхемы: нижегородские ученые учат электронику бороться с эпилепсией
Электричество против воспаления: ученые упростили лечение мочекаменной болезни
Электричество против воспаления: ученые упростили лечение мочекаменной болезни
Как понять, что нужно детям: в России создают новый подход к благополучию
Как понять, что нужно детям: в России создают новый подход к благополучию

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
Ученые СПбГУ проанализировали взаимодействие спиртов с подсолнечным маслом для улучшения биодизельного топлива