Физики провели моделирование намагниченной черной дыры, окруженной плазмой

N+1Наука

Магнитное пересоединение экспоненциально быстро лишило черную дыру магнитного поля

Елизавета Чистякова

Ashley Bransgrove et al. / Physical Review Letters, 2021

С помощью компьютерного моделирования американские физики показали, что из-за магнитного пересоединения черная дыра Керра, окруженная сильно намагниченной плазмой, экспоненциально быстро теряет магнитное поле. Результаты методов кинетики релятивистской плазмы и резистивной магнитогидродинамики согласуются с теоремой об отсутствии волос, которая говорит, что черные дыры характеризуются только массой, угловым моментом и зарядом. Кроме того, потеря сильного магнитного поля становится причиной жесткого рентгеновского излучения из магнитосферы черной дыры, пишут ученые в Physical Review Letters.

В общей теории относительности принято считать, что все черные дыры подчиняются теореме об отсутствии волос: если у двух черных дыр одинаковые масса, заряд и угловой момент, то их невозможно отличить друг от друга — вся остальная информация об их прародителях и поглощенной материи скрыта от наблюдателя за горизонтом событий.

Черные дыры, рожденные в результате коллапса намагниченных звезд, рождаются с магнитным полем, пронизывающим горизонт событий. Также черная дыра может приобрести собственное магнитное поле в результате слияния с намагниченной нейтронной звездой. Из-за этого у черной дыры появляются волосы в виде силовых линий магнитного поля, но ненадолго — в вакууме любое безмассовое поле с целым спином быстро улетучивается, оставляя черную дыру «лысой».

Однако намагниченные черные дыры редко находятся в вакууме: если черная дыра сформировалась в результате коллапса нейтронной звезды, вокруг нее будет неизбежно присутствовать плазма, либо плазма образуется в результате рождения электрон-позитронных пар возле горизонта событий. Из-за присутствия высокопроводящей плазмы условия в теореме об отсутствии волос радикально меняются — вместо вакуума вокруг черной дыры появляется материя, способная удерживать магнитное поле и не давать ему соскочить с горизонта событий. В таком случае единственный возможный сценарий потери магнитного поля — это перезамыкание магнитных линий, в результате которого силовые линии вытягиваются, разрываются и соединяются вновь в виде магнитных петель, содержащих плазму. Образовавшиеся плазмоиды либо падают за горизонт событий, либо улетают от черной дыры с релятивистскими скоростями. При этом энергия магнитного поля переходит в кинетическую энергию частиц и излучение. В 2011 году этот процесс наблюдали при моделировании намагниченной черной дыры в случае столкновительной плазмы (авторы ошибочно пренебрегли бесстолкновительной физикой плазмы) и в низком численном разрешении. Это привело к чрезмерно долгому угасанию магнитного поля и нарушению

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

У берегов Явы обнаружили обломки черепов поздних эректусов У берегов Явы обнаружили обломки черепов поздних эректусов

Впервые были описаны фрагменты черепов архаичных людей, поднятые у острова Ява

N+1
Бегом в отпуск! Бегом в отпуск!

Какую обувь надеть в самолет и на экскурсию, и что опасного в сланцах?

Лиза
TESS отыскал экзогиганта у очень маломассивной звезды TESS отыскал экзогиганта у очень маломассивной звезды

TESS вновь обнаружил экзогиганта у маломассивной звезды

N+1
Стройные красотки! Секреты Судзиловской, Климовой и других российских актрис 40+ Стройные красотки! Секреты Судзиловской, Климовой и других российских актрис 40+

Звезды раскрыли секреты стройной фигуры

Cosmopolitan
6 ошибок при использовании солнцезащитного крема: запомните и никогда так больше не делайте 6 ошибок при использовании солнцезащитного крема: запомните и никогда так больше не делайте

Рассказываем, что делать с солнцезащитным кремом не надо

ТехИнсайдер
Спутница Юпитера Спутница Юпитера

Что узнала «Юнона» за пять лет работы на орбите Юпитера

N+1
Материал из целлюлозы многократно поменял форму от погружения в воду Материал из целлюлозы многократно поменял форму от погружения в воду

Аналог пластика, которому можно придать любую форму, просто опустив в воду

N+1
Тамара Романова Тамара Романова

В России живут трое праведников, 99-летняя Тамара Григорьевна — в Петербурге

Собака.ru
Субвулканические жидкости помогут решить проблему нехватки меди Субвулканические жидкости помогут решить проблему нехватки меди

Ученые оценили перспективы добычи меди из субвулканических жидкостей

N+1
11 сериалов Apple TV+, которые стоит посмотреть (рейтинг) 11 сериалов Apple TV+, которые стоит посмотреть (рейтинг)

На что однозначно стоит обратить внимание на Apple TV+

Esquire
Похудела из-за любовницы жениха: как выглядела Диана на свадьбе с Чарльзом Похудела из-за любовницы жениха: как выглядела Диана на свадьбе с Чарльзом

Свадьба принца Чарльза и Дианы — одно из самых дорогих торжеств

Cosmopolitan
Как напиваются насекомые, птицы и животные Как напиваются насекомые, птицы и животные

Алкоголь — вот что объединяет людей и животный мир

Maxim
5 шоу, которые закрылись сразу после первой серии 5 шоу, которые закрылись сразу после первой серии

Далеко не каждому проекту суждено выстрелить

GQ
Свежие антиутопии, которые стоит прочесть Свежие антиутопии, которые стоит прочесть

Яркие антиутопические романы последних лет

Популярная механика
«Нас обвиняют в преступлении, которого не было»: Майкл Калви выступил с последним словом в суде «Нас обвиняют в преступлении, которого не было»: Майкл Калви выступил с последним словом в суде

Полная версия речи Майкла Калви в суде по делу о растрате 2,5 млрд рублей

Forbes
Кто не с нами, тот против нас: 10 фильмов и сериалов о сектах Кто не с нами, тот против нас: 10 фильмов и сериалов о сектах

Создатели этих фильмов и сериалов пытались понять, как устроены секты

Cosmopolitan
Бордели Третьего рейха: табуированная страница истории Бордели Третьего рейха: табуированная страница истории

Официально нацисты боролись с проституцией, на деле же сами ее поощряли

Maxim
Это не лазерная эпиляция! Как нас обманывают в салонах по удалению волос Это не лазерная эпиляция! Как нас обманывают в салонах по удалению волос

Чем отличается фотоэпиляция от лазерной?

Cosmopolitan
Дом стоит, свет горит Дом стоит, свет горит

Галина Никулина во время карантина приехала в родные места. И осталась

Seasons of life
Пляжные фото звезд сериала «Настя, соберись!»: Аксеновой, Гришиной и других Пляжные фото звезд сериала «Настя, соберись!»: Аксеновой, Гришиной и других

Как звезды сериала «Настя, соберись!» выглядят в купальниках

Cosmopolitan
Я тебе робот! Героини-киборги, которые слишком уж похожи на людей Я тебе робот! Героини-киборги, которые слишком уж похожи на людей

Женщины захватят мир, но если помогут женщины-киборги, мы сделаем это быстрее

Cosmopolitan
Очарование легенды Очарование легенды

Наполеон сделал многое, чтобы придать своей личности образ сверхчеловека

Дилетант
«Мужчин они выбирали сами, им за это никто не платил» «Мужчин они выбирали сами, им за это никто не платил»

Сильви Бюиссон о музах Монпарнаса

Weekend
Искусство футбола: как художник Покрас Лампас объединил мяч и модный NFT-арт Искусство футбола: как художник Покрас Лампас объединил мяч и модный NFT-арт

Критики оценивают работу Покраса Лампаса для Евро-2020

СНОБ
Психотерапия правда помогает? Вот что думает наука Психотерапия правда помогает? Вот что думает наука

Что ученые думают о пользе психотерапии?

Популярная механика
Тачанка XXI века, или Что такое «техникал» Тачанка XXI века, или Что такое «техникал»

Пикап, пулемет, сварочный аппарат…

Maxim
Какие плавки надевать на пляж, а какие — в бассейн Какие плавки надевать на пляж, а какие — в бассейн

Купальный дресс-код для настоящих джентльменов на отдыхе!

Maxim
Лига защиты монстров Лига защиты монстров

Стоит ли беспокоиться, если подросток создает организацию по защите монстров?

СНОБ
Уикенд в Сибири: чем можно заняться на выходных в Горном Алтае Уикенд в Сибири: чем можно заняться на выходных в Горном Алтае

Горный Алтай: как отдохнуть, чтобы остались незабываемые впечатления?

Playboy
Постой, паровоз: что будет, если дёрнуть стоп-кран Постой, паровоз: что будет, если дёрнуть стоп-кран

Вам когда-нибудь хотелось дёрнуть рычаг и проверить, что же случится с поездом?

Популярная механика
Открыть в приложении