Самая подробная модель черной дыры разрешает давнюю проблему

Международная исследовательская группа создала наиболее подробную на сегодняшний день компьютерную модель черной дыры. Проведенные командой расчеты подтверждают теоретические прогнозы относительно природы аккреционных дисков – материи, которая обращается вокруг черной дыры и в конечном счете падает на нее.

Моделируя черную дыру, команда астрофизиков, специализирующихся на численных моделях, нашла, что крайняя внутренняя часть аккреционного диска ориентируется вдоль экваториальной плоскости черной дыры.

Это открытие позволяет разрешить давно стоящую перед астрономами проблему, на которую впервые обратили внимание американский физик и нобелевский лауреат Джон Бардин, а также астрофизик Якоб Петерсон в 1975 г. В то время Бардин и Петерсон доказывали, что вращающаяся черная дыра обусловливает выравнивание внутренней области наклоненного аккреционного диска вдоль экваториальной плоскости черной дыры.

После нескольких десятилетий безуспешных попыток ученых обнаружить так называемый эффект Бардина-Петерсона команда во главе с М. Лиской (M. Liska) из Амстердамского университета, Нидерланды, на своей новой численной модели показала, что при наклоне внешних областей аккреционного диска внутренние области этого диска приобретают ориентацию вдоль экваториальной плоскости черной дыры. Поэтому в месте соединения внешней и внутренней областей диска наблюдается небольшое искажение. Команда смогла обнаружить этот тонкий эффект, поскольку созданная ею модель позволила получить беспрецедентно тонкий диск – с отношением высоты к радиусу порядка 0,03 – а также учесть влияние турбулентности магнитного поля. Предыдущие модели включали лишь приблизительную оценку эффекта этой турбулентности, тем самым значительно упрощая модель, пояснили авторы.

Эффект Бардина-Петерсона, хотя и относится к относительно небольшой по размерам области вблизи черной дыры, на самом деле имеет большое влияние на эволюцию галактики в целом. Он определяет скорость вращения черной дыры, а следовательно, ее влияние на всю галактику.

Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Источник