Объяснено происхождение рентгеновского излучения от черных дыр

Исследователи из Университета Хельсинки смоделировали взаимодействие излучения, плазмы и магнитных полей вокруг черных дыр, что позволило объяснить происхождение рентгеновского излучения от их окрестностей. Такой успех в исследованиях достигнут благодаря детальным суперкомпьютерным симуляциям. Оказалось, что хаотичные движения магнитных полей вызывают нагрев местной плазмы, заставляя ее излучать.

Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications. Черные дыры — это объекты, возникающие при коллапсе больших звезд в плотные массы, гравитация которых настолько велика, что не позволяет даже свету покинуть их. Из-за этого черные дыры можно наблюдать только через их косвенное воздействие на окружающую среду, включая формирование аккреционных дисков — ярких источников рентгеновского излучения, возникающих из-за постепенного спирального движения материи спутниковой звезды в черную дыру в двойных звездных системах.

Доцент Йонас Нятиля из группы исследований компьютерной плазменной астрофизики в Университете Хельсинки указывает, что вспышки в аккреционных дисках черных дыр аналогичны солнечным вспышкам, но происходят в более экстремальных условиях. Симуляции показали, что турбулентность вокруг черных дыр настолько сильна, что в игру вступают даже квантовые эффекты, критически важные для динамики плазмы.

В смеси электрон-позитронной плазмы и фотонов рентгеновское излучение может трансформироваться в электроны и позитроны, которые затем могут аннигилировать обратно в излучение. Эти квантовые явления, характерные для условий возле черных дыр, открывают новые перспективы для понимания взаимодействий между плазмой и излучением.

Исследование также показало, что плазма вокруг черных дыр может находиться в двух различных состояниях равновесия в зависимости от внешнего радиационного поля, что подтверждается рентгеновскими наблюдениями аккреционных дисков. Эти данные помогают уточнить модели поведения черных дыр и их влияние на окружающее пространство, что важно для будущих космических исследований и разработки стратегий защиты Земли от потенциальных астрономических угроз.

• Учёные обнаружили гигантскую вращающуюся структуру во Вселенной: космическую нить длиной 50 миллионов световых лет
• Галерея «обломочных дисков» раскрывает следы астероидов и комет в далёких планетных системах
• Российского космонавта сняли с миссии SpaceX Crew-12 за нарушение правил нацбезопасности США — СМИ
• Учёные подтвердили квантовую природу чёрных дыр: энтропия остаётся положительной даже при экстремально низких температурах
• Северное сияние может быть видно в 10 штатах 27 ноября
• Европейский зонд впервые показал «магнитный двигатель» Солнца в действии
• Прорыв с суперкомпьютером раскрывает тайны океана Энцелада — ледяного спутника Сатурна
• Медленный ветер нейтронной звезды ставит под сомнение законы космической физики