Хоча чорні діри завжди залишаються чорними, іноді вони випромінюють інтенсивні спалахи світла прямо за горизонтом подій. Раніше те, що саме спричиняє ці спалахи, залишалося загадкою для науки. Нещодавно ця загадка була розкрита групою дослідників, які використовуючи суперкомп’ютери змоделювали магнітні поля чорних дір набагато детальніше, ніж це було зроблено раніше. Моделювання вказує на те, що джерелом надяскравих спалахів є руйнування та перебудова надпотужних магнітних полів.
Вченим давно відомо, що чорні діри оточені потужними магнітними полями. Зазвичай це лише одна частина складного танцю сил, матеріалу та інших явищ, що існують навколо чорної діри. Цей складний танець, як відомо, важко змоделювати навіть за допомогою передових суперкомп’ютерів, тому спроба зрозуміти деталі того, що відбувається навколо чорної діри, виявилася винятково складною. Потужніші комп’ютери можуть справлятися зі складними комп’ютерними проблемами, і завдяки закону Мура це саме те, що зараз має людство.
Доктор Барт Ріпперда, співавтор дослідження та науковий співробітник Інституту Флетайрон та Прінстонського університету, та його колеги використали три окремі суперкомп’ютерні кластери для отримання найдокладнішого зображення фізичних явищ, що відбуваються за межами горизонту подій чорної діри. Не дивно, що магнітні поля відігравали важливу роль у цій фізиці. Але що важливіше, вони зіграли вирішальну роль у розвитку спалахів. Зокрема, спалахи утворювалися, коли магнітні поля розпадалися, а потім знову з’єднувалися. Магнітна енергія, що вивільняється при цих процесах, перезаряджає фотони в навколишньому середовищі, і деякі з цих фотонів викидаються прямо в горизонт подій чорної діри, інші викидаються в космос у вигляді спалахів.
Моделювання показало розрив і створення з’єднань магнітного поля, які були невидимі за раніше доступних роздільних здатностей. Зображення Ріпперда та його колег мало роздільну здатність у 1000 разів більше, ніж будь-яке раніше доступне моделювання чорної діри. Найточніші симуляції у світі не можуть компенсувати неправильну модель, тому попередні симуляції ігнорували основні особливості взаємодії чорних дір.
З високою роздільною здатністю прийшло більше розуміння. Нове моделювання точно змоделювало, як працює процес магнітного поля навколо горизонту подій. По-перше, матеріал, зібраний в акреційному диску, мігрує до полюсів чорної діри. Подібне переміщення зарядженого матеріалу обов’язково вплине на силові лінії магнітного поля, які намагатимуться рухатися разом із ним.
Частина цього процесу руху призводить до розриву деяких силових ліній магнітного поля та потенційному повторному з’єднанню з іншою силовою лінією. У деяких випадках утворюється кишеня матеріалу, яка ізольована від інших зовнішніх сил, але зрештою викидається у бік самої чорної діри або решти Всесвіту. Звідси й спалахи. Всі ці процеси складно змоделювати навіть на кластері суперкомп’ютерів. Однак більшість симуляцій побудовані таким чином, щоб найкраще відповідати існуючим даним.
До збирання даних для перевірки цих моделей ще далеко. Але ви можете бути впевнені, що десь хтось уже працює над цим.
Читайте також:
Стають зрозумілими процеси створення галактик…