Финские астрофизики раскрыли секрет рентгеновских лучей черных дыр

Финские астрофизики из Хельсинского университета раскрыли давнюю загадку, волновавшую научное сообщество с 1970-х годов. Они объяснили, почему черные дыры являются мощными источниками рентгеновского излучения. Результаты их исследования были опубликованы в престижном научном журнале Nature Communications (NatComms).

Черные дыры часто находятся в двойных звездных системах, где они взаимодействуют со звездой-компаньоном. Гравитация черной дыры постепенно притягивает вещество звезды, формируя аккреционный диск вокруг себя. Этот диск является ярким источником рентгеновских лучей, который можно наблюдать с Земли.

Используя суперкомпьютеры, ученые провели моделирование, которое показало, что турбулентность, вызванная магнитными полями, нагревает плазму, окружающую черную дыру, что приводит к излучению рентгеновских лучей. В моделируемой смеси электронов, позитронов и фотонов рентгеновское излучение может превращаться в частицы, которые затем аннигилируют, снова испуская излучение.

Моделирование также обнаружило, что плазма вокруг черных дыр может находиться в двух равновесных состояниях: холодной и прозрачной или горячей и непроницаемой, в зависимости от внешнего поля излучения.

Уточнения

Чёрная дыра́ — область пространства-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света. Граница этой области называется горизонтом событий. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он представляет собой сферу с радиусом Шварцшильда, который считается характерным размером чёрной дыры. Теоретическая возможность существования данных областей пространства-времени следует из некоторых точных решений уравнений Эйнштейна, первое из которых было получено Карлом Шварцшильдом в 1915 году.