Необычный источник света: почему черные дыры — самые яркие «фонари» во Вселенной
В 2020 году астрофизики из Колумбийского университета в Нью-Йорке разработали модель движения электронов в магнитных полях. Пролетая сквозь магнитную турбулентность, словно на американских горках, они могут генерировать удивительно интенсивные волны излучения. Это объясняет тот факт, почему сверхмассивные объекты в космосе (орбита черных дыр или нейтронные звезды) порой светятся так ярко.
Часть свечения – это результат того, что беспорядочное движение частиц внутри скопления пыли и газа вокруг черных дыр разогревает вещество до невероятных температур благодаря трению. Однако во всем этом «вихревом безумии» заряженные частицы начинают генерировать колоссальные магнитные поля, которые заставляют раскаленный материал извергаться в космос целыми потоками. Все это, разумеется, сопровождается крайне интенсивным свечением.
Но некоторые волны светового излучения слишком мощные и высокоэнергетические, чтобы быть результатом простого теплового эффекта. Судя по всему, их источником служит вовсе не раскаленный диск вокруг черной дыры. Астрофизики считают, что весь секрет кроется в так называемом магнитном пересоединении. Это процесс, в котором линии магнитного поля разрываются и быстро воссоединяются, ускоряя частицы до околосветовых скоростей.
В прошлом хаос турбулентных магнитных полей позволил объяснить множество аномалий вокруг нашей собственной планеты – например, понять, куда переходит энергия высокоскоростных электронов, когда они сталкиваются с нашей магнитосферой. Лука Комиссо, один из авторов последнего исследования, уверяет, что магнитное пересоединение разгоняет частицы так, как не может даже адронный коллайдер. Компьютерная модель показала, что в результате всего этого хаоса и генерируется энергия, необходимая для экстремально мощного светового излучения — так космос наполняется каскадными потоками света.
Бонус: 5 любопытных фактов о черных дырах
- Понятие черных дыр впервые было предложено Альбертом Эйнштейном в 1916 году на основе его общей теории относительности. Однако первые черные дыры были обнаружены независимо в 1971 году с помощью радиотелескопа.
- Событийный горизонт — это граница, за которой ничто, даже свет, не может уйти из черной дыры. Если объект преодолеет событийный горизонт, он навсегда останется внутри черной дыры.
- Существуют различные типы черных дыр, включая вращающиеся черные дыры, заряженные черные дыры и черные дыры без вращения и заряда.
- Стивен Хокинг предложил теорию, согласно которой черные дыры могут излучать тепловое излучение, которое стало известно как излучение Хокинга. Это явление приводит к тому, что черные дыры теряют массу и, в конечном итоге, испаряются.
- Существует теория, согласно которой черные дыры могут хранить информацию о том, что попало внутрь них, что противоречит общепринятой идее, что информация не может быть уничтожена.