Симуляции показали, как чёрные дыры генерируют интенсивный свет
Астрофизики создали самые детальные на сегодняшний день симуляции, показывающие, как падающая на чёрную дыру материя порождает невероятно яркое излучение. Работа, опубликованная 3 декабря в The Astrophysical Journal, впервые точно учитывает движение и взаимодействие света с веществом в рамках общей теории относительности Эйнштейна.
Около чёрной дыры (в центре) аккреционный поток формирует плотный тонкий диск, окружённый магнитно-доминирующей оболочкой. Автор: L. Zhang et al.
Исследование может объяснить природу сотен загадочных «маленьких красных точек» (LRDs), обнаруженных телескопом «Джеймс Уэбб» в ранней Вселенной. Согласно ведущей теории, эти объекты могут быть чёрными дырами, поглощающими вещество с чрезвычайно высокой скоростью (сверхэддингтоновская аккреция) в ядрах первых галактик.
«Это первый раз, когда мы смогли увидеть, что происходит, когда все важнейшие физические процессы в аккреции чёрной дыры учтены точно. Любое упрощающее предположение может полностью изменить результат», — говорит ведущий автор исследования Лизхонг Чжан из Института Флэтайрон.
Учёные смоделировали аккрецию на чёрные дыры звёздной массы (примерно в 10 раз тяжелее Солнца). Симуляции показали формирование турбулентных, доминируемых излучением дисков, порождающих мощные ветра и струи (джеты). Полученные спектры излучения хорошо совпали с реальными наблюдательными данными.
Для расчётов команда использовала два мощнейших суперкомпьютера — Frontier и Aurora, а также разработала новые алгоритмы, которые напрямую решают уравнения общей теории относительности для излучения, не прибегая к упрощениям.
В будущем команда планирует применить свою модель к сверхмассивным чёрным дырам и продолжить изучение природы «маленьких красных точек».
0 комментариев