Зашеметяващи нови изображения показват как черните дупки произвеждат невероятно ярки струи дълги милиони светлинни години, които могат да се видят на огромни космически разстояния. Изображенията са произведени чрез компютърна симулация и могат да помогнат за разрешаването на трайна мистерия за това как се образуват струите, казват изследователите зад изображенията.
Въпреки техния ефект, черните дупки не винаги са черни. Тъй като черна дупка изразходва предмет, газът и прахът се въртят около червата на гравитационния бегемот и триенето може да нагрее материала по краищата до температура на горене. Този насилствен процес създава подобни на фар лъчи на заредени частици, които се движат навън с близка светлинна скорост, излъчвайки радиация, която може да свети по-ярко от цяла галактика.
"Те са като лазерни лъчи, пронизващи Вселената и ни позволяват да видим черни дупки, чието излъчване в противен случай би било твърде тъмно, за да бъде открито", заяви Александър Чеховский, изчислителен астрофизик от Северозападния университет в Еванстън, Илинойс, пред Live Science.
Но сложните механизми зад тези струи остават слабо разбрани. Потенциална представа за проблема идва от факта, че материалът около черна дупка се трансформира в плазма, мехурче горещо, но дифузно намагнетизирано състояние на материята. Физиците отдавна подозират, че усукващите се магнитни полета по някакъв начин взаимодействат с извитата тъкан на пространството-време около въртяща се черна дупка, за да предизвикат струи.
Използвайки високо детайлни компютърни модели, Кайл Парфри от Центъра за космически полети на Годард на НАСА в Грийнбелт, Мериленд, и неговите колеги успяха да симулират как заредените частици близо до ръба на черната дупка пораждат усукване и въртене на магнитни полета, както изследователите съобщават на 23 януари в списанието Physical Review Letters. Учените също включиха информация от теорията на относителността на Алберт Айнщайн за модели на двойки от тези частици, летящи по специални орбити. Тези орбити са настроени по правилния начин, така че ако една от частиците от дует попадне в черната дупка, партньорът му ще намали с ултрабърза скорост, задвижвайки се с помощта на енергия, открадната от самата черна дупка.
Всеки предмет, дори торба с боклук, може да бъде изстрелян от космически кораб върху една от тези орбити и това ще даде на кораба мощен тласък на енергията, каза Чеховской, който не участва в работата.
Новите изчислителни методи ще помогнат на изследователите да проучат по-добре районите на интензивен електрически ток в близост до ръба на черна дупка, което може да бъде свързано с рентгеновите лъчи и гама-лъчите, наблюдавани в струите, каза Парфри пред Live Science. На следващо място, екипът иска да реализира по-реалистично процеса на генериране на заредените двойки частици. Това ще позволи на астрономите да направят по-добри прогнози за свойствата на самолета, каза Парфри.
Констатациите също ще помогнат на учените да интерпретират резултатите от две начинания - телескоп „Хоризонт на събитията“ и „ГРАВИТА“, които в момента имат за цел да снимат сянката, хвърлена върху заобикалящия материал от свръхмасивната черна дупка в сърцето на Млечния път, каза Парфри.
