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

ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд

Первые научные снимки, сделанные спутником Euc...

Nature Astronomy: Открыта планета с плотностью сахарной ваты
Nature Astronomy: Открыта планета с плотностью сахарной ваты

Международная команда под руководством ис...

Nature: Исследование объяснит, почему на Венере нет воды
Nature: Исследование объяснит, почему на Венере нет воды

Ученые-планетологи из Университета Колора...

EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи
EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи

Магнитное поле Земли защищает нашу планету от&...

«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе

Тайны Вселенной не перестают привлекать л...

Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Освоение космоса: остановить нельзя развивать

За последнее десятилетие человечество стало св...

ALMA обнаружил тень квазара, который застал Вселенную моложе миллиарда лет
ALMA обнаружил тень квазара, который застал Вселенную моложе миллиарда лет

Теоретические предсказания подтвердились благо...

Планета размером с Землю обнаружена на «заднем дворе» нашего Солнца
Планета размером с Землю обнаружена на «заднем дворе» нашего Солнца

Группа астрономов обнаружила планету, которая ...

MNRAS: Раскрыты секреты "горячего Сатурна" и его пятнистой звезды
MNRAS: Раскрыты секреты "горячего Сатурна" и его пятнистой звезды

Группа астрономов под руководством ученых...

Science Advances: Открыт загадочный компонент кислотных облаков Венеры
Science Advances: Открыт загадочный компонент кислотных облаков Венеры

Из чего состоят облака Венеры? Ученые знают, ч...

MNRAS: Нептун и Уран действительно похожи
MNRAS: Нептун и Уран действительно похожи

Нептун известен как насыщенный голубой, а...

Nature Geoscience: Ученые возвестили начало лунного антропоцена
Nature Geoscience: Ученые возвестили начало лунного антропоцена

Впервые люди потревожили лунную пыль 13 сентяб...

PNAS: Есть ли признаки жизни на холодной луне Сатурна?
PNAS: Есть ли признаки жизни на холодной луне Сатурна?

По мере развития астрофизических технологий и&...

Nature: Водород в лунных образцах дает новую надежду на освоение космоса
Nature: Водород в лунных образцах дает новую надежду на освоение космоса

Исследователи Военно-морской исследовательской...

NASA: Уэбб обнаружил новые объекты в центре Млечного Пути
NASA: Уэбб обнаружил новые объекты в центре Млечного Пути

На последнем снимке космического телескопа НАС...

Nature Synthesis: Иммиграция на Марс становится реальнее
Nature Synthesis: Иммиграция на Марс становится реальнее

Иммиграция на Марс и жизнь на н...

На космической рождественской елке нашли 14 транзитных объектов
На космической рождественской елке нашли 14 транзитных объектов

Международная группа ученых под руководст...

The Astrophysical Journal: Богатые газом галактики зажгли раннюю Вселенную
The Astrophysical Journal: Богатые газом галактики зажгли раннюю Вселенную

Новые изображения, полученные с помощью к...

Ракета НАСА увидит раскаленный край звездообразующей сверхновой
Ракета НАСА увидит раскаленный край звездообразующей сверхновой

Новая зондирующая ракета отправится в кос...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
NatMat: Ученые из университета Райса нашли отличную альтернативу ферроэлектрикам
NatMat: Ученые из университета Райса нашли отличную альтернативу ферроэлектрикам
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит

Новости компаний, релизы

Ученые ТПУ выяснили, что заболевания ЦНС за последние 30 лет вышли на первое место по влиянию на здоровье населения
Физики СПбГУ и Института проблем машиноведения РАН улучшили ударопрочные характеристики нержавеющей стали
КВЗ принимает заявки на целевое обучение в проект «Крылья Ростеха»
В Петербурге снизилось количество разрушающих озоновый слой газов
Ученые СПбГУ разработали метод, увеличивающий эффективность добычи углеводородов