Парадокс черной дыры: выяснилось, как они могут становиться огромными, хотя нет условий

Фото: New Atlas

На самом деле черные дыры не поглощают абсолютно всю окружающую материю. Большая часть этого вещества улетает обратно в космос благодаря сильным магнитным полям, которые поднимают частицы из аккреционного диска черной дыры и ускоряют их до почти скорости света. Если черные дыры не поглощают всю материю, то как они становятся сверхмассивными? Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Astronomy & Astrophysicals, нашли ответ, пишет Space.

Долгое время ученые считали, что все выброшенное из черной дыры вещество выбрасывается радиально из ее окрестностей. Это происходит или через струю, создаваемую магнитными полями или через материал, поднятый потоками излучения, исходящего из горячего аккреционного диска, окружающего черную дыру. Но эта теория показывает наличие своеобразного парадокса. Если окружающая среда черной дыры может защитить материю от поглощения эти объектом, то каким образом сверхмассивные черные дыры могут набрать огромную массу? Эта масса может варьироваться в пределах от миллионов до миллиардов масс Солнца.

Наблюдение за сверхмассивной черной дырой в активной галактике ESO320-G030, расположенной на расстоянии 120 млн световых лет от нас, помогло разобраться с этим парадоксом. По словам ученых, они обнаружили спиральный магнитный вихрь, который кружит вокруг сверхмассивной черной дыры и создает необходимые условия для того, чтобы этот объект мог активно поглощать материю и набирать массу.

С помощью радиотелескопа ALMA астрономы обнаружили газообразный цианистый водород, который переносят магнитные ветры. По словам ученых, они хотели изучить свет молекул, которые переносят ветры из ядра галактики, чтобы понять, как ветры возникают из-за растущей сверхмассивной черной дыры.

В результате наблюдений астрономы изучили субмиллиметровое радиоизлучение цианистого водорода и проследили движение газа. Ученые обнаружили, что его переносит вращающийся магнитный ветер, а не типичный радиальный магнитный поток, который можно было бы ожидать у активной черной дыры. Это явление оказывает большое влияние на то, как черная дыра поглощает материю.

Когда материя приближается к черной дыре, она сначала накапливается во вращающемся аккреционном диске, который совмещен с сильными магнитными полями. Благодаря им частицы из диска в виде струй улетают в космос. В то же время изучение очень горячего диска может оттолкнуть материю от черной дыры. Но вращающийся магнитный ветер делает нечто другое.

Хотя этот ветер может вытягивать частицы из диска, он также крадет часть момента импульса диска, поскольку он также вращается. Это приводит к замедлению вращения аккреционного диска, и, поскольку материя больше не движется так быстро, как в диске, гравитация черной дыры способна захватить больше этой материи и перетянуть через горизонт событий. Это позволяет черной дыре расти быстрее, поскольку в нее попадает больше материи, говорят ученые.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист AOinform