Парадокс чорної діри: з'ясувалося, як вони можуть ставати величезними, хоча немає умов

Насправді чорні діри не поглинають абсолютно всю навколишню матерію. Більша частина цієї речовини відлітає назад у космос завдяки сильним магнітним полям, які піднімають частинки з аккреційного диска чорної діри і прискорюють їх до майже швидкості світла. Якщо чорні діри не поглинають усю матерію, то як вони стають надмасивними? Автори нового дослідження, опублікованого в журналі Astronomy & Astrophysicals, знайшли відповідь, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Довгий час учені вважали, що вся викинута з чорної діри речовина викидається радіально з її околиць. Це відбувається або через струмінь, створюваний магнітними полями, або через матеріал, піднятий потоками випромінювання, що виходить із гарячого аккреційного диска, що оточує чорну діру. Але ця теорія показує наявність своєрідного парадокса. Якщо навколишнє середовище чорної діри може захистити матерію від поглинання цим об'єктом, то яким чином надмасивні чорні діри можуть набрати величезну масу? Ця маса може варіюватися в межах від мільйонів до мільярдів мас Сонця.

Спостереження за надмасивною чорною дірою в активній галактиці ESO320-G030, розташованій на відстані 120 млн світлових років від нас, допомогло розібратися з цим парадоксом. За словами вчених, вони виявили спіральний магнітний вихор, який кружляє навколо надмасивної чорної діри і створює необхідні умови для того, щоб цей об'єкт міг активно поглинати матерію і набирати масу.

За допомогою радіотелескопа ALMA астрономи виявили газоподібний ціанистий водень, який переносять магнітні вітри. За словами вчених, вони хотіли вивчити світло молекул, які переносять вітри з ядра галактики, щоб зрозуміти, як вітри виникають через надмасивну чорну діру, що зростає.

У результаті спостережень астрономи вивчили субміліметрове радіовипромінювання ціанистого водню і простежили рух газу. Вчені виявили, що його переносить обертовий магнітний вітер, а не типовий радіальний магнітний потік, який можна було б очікувати в активної чорної діри. Це явище має великий вплив на те, як чорна діра поглинає матерію.

Коли матерія наближається до чорної діри, вона спершу накопичується в обертовому аккреційному диску, що обертається, який поєднаний із сильними магнітними полями. Завдяки їм частинки з диска у вигляді струменів відлітають у космос. Водночас вивчення дуже гарячого диска може відштовхнути матерію від чорної діри. Але магнітний вітер, що обертається, робить щось інше.

Хоча цей вітер може витягати частинки з диска, він також краде частину моменту імпульсу диска, оскільки він також обертається. Це призводить до уповільнення обертання аккреційного диска, і, оскільки матерія більше не рухається так швидко, як у диску, гравітація чорної діри здатна захопити більше цієї матерії та перетягнути через горизонт подій. Це дає змогу чорній дірі рости швидше, оскільки в неї потрапляє більше матерії, кажуть учені.

Як уже писав Фокус, марсохід NASA провів розкопки в незвичайному місці на Марсі. Колісний роботизований апарат Perseverance дістався до місцевості, яка з орбіти виглядає як дуже світла пляма.

Також Фокус писав про те, що астрономи виявили біля надмасивної чорної діри в центрі нашої галактики зірки, поведінку яких поки не можна повністю пояснити.