Силові лінії магнітного поля розганяють частини в джетах чорних дір

Вчені зі Стенфордського університету з допомогою комп'ютерного моделювання з'ясували, що релятивістські струмені плазми чорних дір (джети) розганяють елементарні частинки до надвисоких швидкостей за рахунок заплутаних силових ліній магнітного поля, інформує UkrMedia.

Надмасивні чорні діри знаходяться в центрі практично всіх спіральних галактик, їх маса в мільйони разів перевершує масу Сонця. Коли чорна діра поглинає речовини зірки, навколо дірки формується аккреційний диск з речовини, яка потім поступово поглинається дірою. Деякі з цих чорних дір, після поглинання зірки, крім освіти диска, випускають в космос релятивістські струмені (джети) протяжністю до декількох мільйонів світлових років. Джети - це потоки частинок, що рухаються з субсвітловою швидкістю.

Існує дві основні концепції того, як саме утворюються джети: згідно з першою (механізм Бленфорда - Занека) причина утворення джета - зміна магнітного поля, згідно з другою (механізм Пенроуза) група частинок, потрапляючи в ергосферу діри, розпадаються на дві, одна з яких летить, несучи з собою енергію. Проте механізм формування джетів і прискорення частинок в них до сих пір повністю не вивчений.

Нинішнє припущення грунтується на першій концепції, причина виникнення джетів - зміна магнітного поля, викликана впливом надмасивної чорної діри. Для перевірки того, що саме відбувається, коли магнітне поле спотворюється, була створена комп'ютерна модель, що містить понад 500 мільярдів частинок, що потрапляють в джет. Для цього використовувався суперкомп'ютер Mira лабораторії Argonne в Іллінойсі.

Моделювання показало, що гравітаційне спотворення спірального магнітного поля призводить до того, що силові лінії магнітного поля заплутуються і усередині струменя виникає електричне поле. У спокійному стані електричне поле має просту конфігурацію. Гравітаційний вплив чорної діри призводить до того, що магнітні лінії починають хаотично зміщуватися і перемішуватися, що викликає зміщення і електричного поля, яке також приймає хаотичні форми, що відрізняються від розташування магнітних ліній.

Отримані дані ґрунтуються не на фізичних спостереженнях, а лише на комп'ютерній моделі, тому поки про достовірності механізму говорити рано. Але Роджер Блендфорд з Інституту астрофізики Кавлі Стенфордського університету (США) вважає, що модель може допомогти в подальшому дослідженні природи джетів. У найближчому майбутньому дослідники з лабораторії SLAC Стенфордського університету мають намір провести лабораторний експеримент, який покаже, чи може виявлений механізм працювати при термоядерних реакціях.