Современные суперкомпьютеры имитируют мощные энергетические
джеты (струи), выходящие из чёрных дыр - самых экзотических и мощных
объектов во Вселенной.
"Эти исследования помогут нам открыть загадку чёрных дыр и
подтвердить, что вследствие их вращения действительно происходит
выход энергии," - говорит астрофизик Дэвид Мейер (David Meier), один из
соавторов статьи, которая скоро выйдет в международном научном
журнале Science.
Чёрные дыры - это сверхплотные объекты с такой сильной гравитацией,
что даже свет не может из них выйти. Чёрные дыры захватывают в себя
звёзды и любое другое, приблизившееся к ним, вещество, включая другие
чёрные дыры. Эти необычные объекты образуются одним из двух способов
- при коллапсе звезды или когда много звёзд и чёрных дыр коллапсируют
вместе в ядре галактики.
Оба типа чёрных дыр могут вращаться очень быстро, увлекая за собой
пространство вокруг них. Когда много вещества падает на чёрную дыру,
оно закручивается как в водовороте. С помощью рентгеновских и
радио-наблюдений астрономы могут быть свидетелями таких событий, в
том числе и струй из чёрных дыр, но они не могут увидеть саму чёрную
дыру.
"Мы не можем совершить путешествие к чёрной дыре, и мы не можем
сделать её в лаборатории - поэтому мы используем суперкомпьютеры," -
продолжает Мейер. С помощью компьютеров учёные объединяют данные
о плазме, падающей на чёрную дыру, и свои познания того, как
гравитация и магнитные поля могут воздействовать на плазму. Учёные
также исследуют способы того, как магнитное поле может использовать
энергию вращения чёрной дыры и образовывать мощные струи.
Феномен струй был предсказан Роджером Блэндфордом и Романом
Знажеком в 1970-х годах. Новые компьютерные исследования
подтверждают это предсказание. Последние работы были проведены в
конце 2001-го года с помощью суперкомпьютера японского института
National Institute for Fusion Science.
Объекты
со струями
в ядрах
галатик
были идентифицированы в начале 1900-х годов. В
1960-х годах учёные исследовали возможность
того, что этими объекты со струями могут быть
сверхмассивные чёрные дыры с массами от одного
миллиона до нескольких миллиардов масс Солнца.
В 1990-х годах было установлено, что такие струи
могут испукаться менее массивными чёрными
дырами в двойных звёздных системах. Чёрная дыра
с массой в десять масс Солнца может образоваться
при коллапсе звезды массой от 20 до 30 масс
Солнца. При этом образуется крошечный
невидимый объект размером всего лишь в несколько
километров, но с очень мощным гравитационным
полем. Сверхмассивные чёрные дыры образуются
при коллапсе большого количества звёзд и чёрных
дыр в ядрах галактик.
В заголовке картинки трёхмерная иллюстрация показывает, как
вблизи вращающейся чёрной дыры
перекручиваются силовые линии магнитного поля
в падающей на чёрную дыру плазме. Чёрная
сфера в центре рисунка - это сама чёрная дыра,
а жёлтая область вокруг неё представляет
область закрученного пространства. Красные
линии показывают силовые линии магнитного
поля, проходящие через область закрученного
пространства, а зелёные - силовые линии, ещё не
входящие в эту область Photo: NASA/JPL
На этих картинках представлена компьютерная эволюция чёрной дыры. Слева
вверху - плазма пока медленно падает по направлению к чёрной дыре,
силовые линии магнитного поля в плазме показаны белыми линиями. На
следующих картинках движение плазмы сильно ускоряется.Однако,
вращающаяся чёрная дыра закручивает само пространство (и силовые линии
магнитного поля) и испускает мощное электромагнитное излучение вдоль
северного и южного полюсов (показано красным и белым цветом), которое
захватывает с собой частицы плазмы и образует струи. Photo: NASA/JPL
from Astronews in via prao
red. lenty
