Ученые показали колоссальное цунами внутри черной дыры
На Земле землетрясения и подводные извержения способны вызвать цунами - огромной высоты волны. Оказывается, что в космосе такое тоже бывает. Астрофизики использовали компьютерное моделирование, и выяснили, что там существуют структуры, подобные цунами, которые могут формироваться в гораздо больших масштабах из-за выхода газа из-под гравитационного притяжения сверхмассивной черной дыры. Более того, по мнению ученых, в загадочной среде сверхмассивных черных дыр могут находиться самые большие структуры во Вселенной, похожие на цунами. Об этом в публикации NASA.
Черные дыры загадочны сами по себе. Но для астрофизиков-теоретиков, таких как Дэниел Прога из Университета Лас-Вегаса, более сложной задачей является решение математических уравнений, описывающих, как черные дыры искажают окружающее даже на расстоянии в десятки световых лет.
Когда черная дыра с массой больше миллиона Солнц питается материалом из окружающего диска в центре галактики, систему называют "активным ядром галактики". Активные ядра галактик могут дополнительно иметь релятивистские струи на своих полюсах и толстую пелену материала, блокирующую для нас видимость центральной активности. Но циркулирующая над диском плазма сияет в рентгеновских лучах невероятно ярко. Сильные ветры, по крайней мере, частично вызванные этим излучением, несуются из этой центральной области в так называемом "оттоке". Исследователи хотят понять сложное взаимодействие газа с рентгеновскими лучами, и не только вблизи горизонта событий, где эти рентгеновские лучи образуются.
Группа ученых недавно впервые продемонстрировала, насколько сложны облака, исходящие изнутри "центрального двигателя" черной дыры. Их моделирование показывает, что как раз на таком расстоянии, где сверхмассивная черная дыра теряет контроль над окружающей материей, относительно холодная атмосфера вращающегося диска может формировать волны как на поверхности океана. При взаимодействии с горячими ветрами эти волны могут превращаться в спиралевидные вихревые структуры, которые могут достигать высоты 10 световых лет над диском. Это более чем вдвое превышает расстояние от Солнца до ближайшей звезды, а это чуть более 4 световых лет. К тому времени, когда образуются облака в форме цунами, на них больше не влияет гравитация черной дыры.
Моделирование показало, как рентгеновский свет, исходящий из плазмы около черной дыры, сначала надувает карманы нагретого газа в атмосфере аккреционного диска на определенном расстоянии от активного ядра галактики. Нагретая плазма поднимается, как воздушный шар, расширяясь и разрушая окружающий более холодный газ. Он может быть палящим - от сотен тысяч до десятков миллионов градусов, независимо от того, какую единицу измерения использовать.
Вместо подводного извержения вулкана, вызывающего цунами, эти горячие газовые карманы на окраинах аккреционного диска вызывают возмущение. Поскольку частицы газа образуют гигантскую структуру, похожую на цунами, они блокируют ветер аккреционного диска, порождая отдельный узор спиральных структур, известный как вихревую дорожку Кармана, причем каждый вихрь имеет размер светового года. Явление названо в честь физика Теодора фон Кармана, одного из основателей Лаборатории реактивного движения NASA.
Новые результаты работы ученых противоречат давней теории о том, что облака в окрестностях активного ядра галактики спонтанно образуются из горячего газа под действием нестабильности жидкости. Они также противоречат идее о том, что магнитные поля необходимы для того, чтобы отталкивать более холодный газ от диска по ветру.
Почтовая служба США 18 июня выпустила марки с изображениями Солнца, которые были сделаны обсерваторей солнечной динамики NASA. Набор из 10 наклеек демонстрирует различные проявления солнечной активности.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
