Черные дыры стали немного понятнее благодаря моделированию

Анализируя моделирования черной дыры, размером с звезду, исследователи увидели, как могут выделяться два вида рентгеновских лучей. "Наша работа прослеживает сложные движения, взаимодействия частиц и турбулентных магнитных полей в газе, температурой в миллиард градусов, на пороге черной дыры, одном из самых экстремальных физических мест во Вселенной», сообщает ведущий исследователь Джереми Шнитман (Jeremy Schnittman), астрофизик из Центра НАСА космических полетов Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд.

Звездная масса черных дыр создается, когда у массивных звезд кончается топливо, коллапсирующее чрезвычайно плотные объекты с сильной гравитацией. Газ, вращающийся вокруг черной дыры, в конце концов накапливается в плоском диске, когда падает к центру черной дыры. Газ может достигать температуры до 20 миллионов градусов по Фаренгейту (12 миллионов градусов по Цельсию) - это в 2000 раз горячее поверхности Солнца - по мере приближения к центру. Горячий газ светит "мягким" рентгеновским излучением. 

«Черные дыры действительно экзотичны,  чрезвычайно высокой температурой, невероятно быстрыми движениями и гравитацией экспонируя полную странность общую теорию относительности", говорит Джулиан Кролик (Julian Krolik), профессор Университета Джона Хопкинса. "Но наши расчеты показывают, что мы можем многое понять, используя только стандартные принципы физики".

Ученые также наблюдали, как черные дыры производят свет с энергией в десятки и сотни раз большей, чем мягкие рентгеновские лучи. Происхождение этих «жестких» рентгеновских лучей было тайной до того, как исследовательская группа смоделировала процесс. Шнитман и его команда обнаружили, что плотность, скорость и температура газа увеличивается в магнитных полях диска, создавая "турбулентную пену, вращающуюся вокруг черной дыры со скоростью, близкой к скорости света", сообщают сотрудники НАСА. 

Магнитное давление на диске создает корона, находящаяся выше, что приводит к образованию жестких рентгеновских лучей. Ученые использовали данные суперкомпьютера Ranger, расположенного в Университете штата Техас, Остин, за 27 дней, чтобы произвести эти результаты. Полученные результаты были опубликованы в Astrophysical Journal.