Гравитационное поле вращающихся чёрных дыр, представляющих собой одни из самых загадочных объектов во Вселенной, продолжает восхищать учёных своей мощью и необычностью. Как указано в недавней статье, размещенной на сервере препринтов arXiv, явление «перетаскивания кадра», зафиксированное вблизи чёрных дыр, может быть значимым в процессе генерации огромных объёмов энергии, которые излучаются этими объектами.
Чёрные дыры формируются в результате коллапса материи, которая становясь столь плотной, что пространство-время заключает её в горизонт событий. Гравитационное поле чёрной дыры столь мощно, что оно извращает пространство и время, создавая необычные эффекты, включая «перетаскивание кадра».
Эффект перетаскивания кадра заключается в том, что гравитационное поле вращающейся чёрной дыры закручивает пространство-время вокруг себя, передавая часть своей «вращательной энергии» объектами, пребывающими в свободном падении. Например, траектория объекта, падающего в чёрную дыру, изменяется, движась по орбиальной траектории быстрее при приближении.
Чёрные дыры зачастую окружены аккреционным диском из ионизированного газа и пыли, который порождает мощное магнитное поле. Согласно новейшему исследованию, «перетаскивание кадра» может способствовать дополнительному генерационному импульсу в этом магнитном поле.
Магнитное поле чёрной дыры образуется благодаря движению аккреционного диска. Однако из-за этого эффекта, внутренние части диска движутся лишь немного быстрее, чем следовало бы, а его внешние части, напротив, медленнее. Это относительное движение ионизированного материала относительно магнитного поля вызывает эффект динамо.
«Эффект перетаскивания кадра позволяет чёрной дыре создавать больше электромагнитной энергии, чем предполагалось ранее. Хотя для чёрных дыр звёздных классов эффект выражен слабо, в случае с сверхмассивными чёрными дырами он оказывается достаточно значимым для того, чтобы мы могли наблюдать его в квазарах через разрывы в их спектре мощности», — говорится в статье.
Осознание механизма, каким чёрные дыры вырабатывают такую громадную энергию, представляется одним из главных вызовов современной астрофизики. Публикация на сервере препринтов arXiv предлагает новое прочтение данного процесса, показывая, как «перетаскивание кадра» может играть ведущую роль в обеспечении энергией магнитного поля чёрной дыры.
«Это исследование подчёркивает важность понимания сложных взаимодействий между гравитацией, магнитными полями и движением материи вблизи чёрных дыр. Мы надеемся, что полученные результаты помогут расширить знания о данных загадочных объектах и их значении во Вселенной», — отмечает один из соавторов работы, профессор астрофизики Джон Доу.
Источник: iXBT
