Надмасивні чорні діри — це велетенські об’єкти, в мільйони й мільярди разів масивніші за Сонце, що розташовані в центрах більшості галактик, включаючи наш Чумацький Шлях. Вони відомі завдяки яскравим газовим акреційним дискам, які утворюються із залишків світил, захоплених надпотужною гравітацією чорних дір. Проте процес акреції матеріалу досі лишається таємницею для науковців.
Астрофізики довго міркували над тим, чому матеріал, захоплений чорною дірою, не падає в неї одразу, а спершу формує гарячий диск, що випромінює світло, перетворюючи гравітаційну енергію на теплову. Нові комп’ютерні симуляції припускають, що магнітні поля чорної діри можуть контролювати формування диска і спрямовувати газ у його структуру. Це допоможе вченим уточнити прогнози щодо маси, товщини та швидкості падіння матеріалу в акреційних дисках.
«Наші теорії говорили, що диски мають бути пласкими, як млинці. Але астрономічні спостереження доводять, що вони пухнасті, як пиріг», — зазначив Філ Гопкінс, астрофізик з Каліфорнійського технологічного інституту в статті The Open Journal of Astrophysics.
Гопкінс і його команда створили супервелику віртуальну надмасивну чорну діру, ввівши дані про фізику космічних явищ, таких як гравітація, темна матерія і темна енергія, зорі й галактики. Симуляція, яка є кульмінацією проєктів FIRE та STARFORGE Каліфорнійського технологічного інституту, має роздільну здатність у тисячу разів кращу за попередні.
Використовуючи цей код, дослідники змоделювали чорну діру, в 10 мільйонів разів масивнішу за Сонце, починаючи з раннього Всесвіту. Потім симуляція показує активну чорну діру, оточену акреційним диском, що постачає газ до чорної діри зі швидкістю, порівнянною з найяскравішими квазарами. Магнітні поля відбирають імпульс у диска, дозволяючи матеріалу закручуватися всередину до горизонту подій. Нові моделювання показали, що магнітні поля підтримують матеріал диска, роблячи його пухким.
«Ми були дуже здивовані, коли побачили, що змодельований диск має інакший вигляд, ніж ми вважали впродовж десятиліть», — сказав Гопкінс.
Раніше ми повідомляли про те, як «тиха» чорна діра вразила астрономів своєю поведінкою.
За матеріалами space.com
