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

«Путеводитель по Средневековью: Мир глазами ученых, шпионов, купцов и паломников» «Путеводитель по Средневековью: Мир глазами ученых, шпионов, купцов и паломников»

Каково было совершать паломничество на борту галеи

N+1
Почему накануне и в сам день рождения может быть плохо? Объясняет астролог Почему накануне и в сам день рождения может быть плохо? Объясняет астролог

За несколько недель до дня рождения всё как будто идет не так и валится из рук?

Cosmopolitan
Трансмонный кубит достиг миллисекундной когерентности Трансмонный кубит достиг миллисекундной когерентности

Физики изготовили трансмонные кубиты из напыленной пленки ниобия

N+1
Появление стремян в Византии связали с влиянием разных народов и самостоятельными опытами Появление стремян в Византии связали с влиянием разных народов и самостоятельными опытами

Изучение самых ранних образцов стремян выявило большое разнообразие их форм

N+1
Вместо похода к психологу: 4 домашних дела, которые помогут успокоить нервы Вместо похода к психологу: 4 домашних дела, которые помогут успокоить нервы

Как снизить уровень стресса и снять тревогу в домашних условиях?

ТехИнсайдер
Амурных дел мастер Амурных дел мастер

Анна Толстова о том, за что в России любили Торвальдсена

Weekend
«Этим надо заниматься, если мы хотим быть великой державой»: что такое зеленая химия и как наука помогает спасти планету «Этим надо заниматься, если мы хотим быть великой державой»: что такое зеленая химия и как наука помогает спасти планету

В чем подвох биоразлагаемого пластика и как перестать бояться химию?

Forbes
Как под копирку: 10 шагов к тому, чтобы стать такой же, как все Как под копирку: 10 шагов к тому, чтобы стать такой же, как все

10 способов замаскироваться под современные стандарты красоты

VOICE
Для лояльных бонусы, несогласным — революция: как банановая компания United Fruit строила бизнес в Центральной Америке Для лояльных бонусы, несогласным — революция: как банановая компания United Fruit строила бизнес в Центральной Америке

Она свергала правительства, сотрудничала с ЦРУ, влияла на введение новых законов

VC.RU
Путешествовала с трупом мужа: самые странные члены королевской семьи в истории Путешествовала с трупом мужа: самые странные члены королевской семьи в истории

Правители нередко были похожи на персонажей страшных сказок

Cosmopolitan
Iris Iris

Производственный рассказ Татьяны Замировской про девушку и её цветочный бизнес

Esquire
9 способов взбодриться без кофе и энергетиков 9 способов взбодриться без кофе и энергетиков

Как разбудить и привести себя в чувство без кофеина

Maxim
Рюкзачки с GPS-трекерами помогли опровергнуть гипотезу о миграции новозеландских ежей Рюкзачки с GPS-трекерами помогли опровергнуть гипотезу о миграции новозеландских ежей

Оказалось, что новозеландские ежи проводят круглый год в альпийской зоне

N+1
Как медикаменты помогают при ментальных расстройствах и зачем нужна психотерапия Как медикаменты помогают при ментальных расстройствах и зачем нужна психотерапия

Что такое медикаментозная терапия и кому она необходима

Популярная механика
Он придумал кондиционер: история Уиллиса Кэрриера Он придумал кондиционер: история Уиллиса Кэрриера

История создания кондиционера

VC.RU
«Неформальная история итальянской спортивной одежды»: C.P. Company отмечают 50-летний юбилей выходом книги-монографии «Неформальная история итальянской спортивной одежды»: C.P. Company отмечают 50-летний юбилей выходом книги-монографии

Виртуальное путешествие по истории итальянской спортивной одежды

Esquire
Алханай: где находятся российские врата в Шамбалу Алханай: где находятся российские врата в Шамбалу

Мало кто знает, что путь к Шамбале можно найти в России

Вокруг света
Хуже некуда? Разбираемся, что стало с тренерами сборной России после работы с командой Хуже некуда? Разбираемся, что стало с тренерами сборной России после работы с командой

Так ли на самом деле плохи тренеры сборной России по футболу?

Maxim
Выручка растет, текучка кадров падает: как благотворительность помогает бизнесу зарабатывать Выручка растет, текучка кадров падает: как благотворительность помогает бизнесу зарабатывать

Почему сегодня выгодно быть неравнодушным

Forbes
«Синдром главного героя» захватил поколение Z? «Синдром главного героя» захватил поколение Z?

Мы загружены в матрицу, только т-с-с!

Playboy
Дэвид Харбор: «Я был знатным выпивохой, но сейчас меня собьет с ног один шот водки» Дэвид Харбор: «Я был знатным выпивохой, но сейчас меня собьет с ног один шот водки»

Дэвид Харбор рассказал, как пончики помогают войти в образ героя

Maxim
На это уйдет 10-15 лет: как новый тренер сборной может изменить российский футбол На это уйдет 10-15 лет: как новый тренер сборной может изменить российский футбол

Что должен сделать следующий тренер сборной России?

Forbes
Ученые выяснили, что морская вода полезна для мужского здоровья Ученые выяснили, что морская вода полезна для мужского здоровья

Cтранный эксперимент: мужчины среднего возраста три месяца смотрели на море

Maxim
Компании пытаются заменить электричество и нефть «экологичным» водородом: кто производит оборудование для этого рынка Компании пытаются заменить электричество и нефть «экологичным» водородом: кто производит оборудование для этого рынка

Почему автомобили на водороде не стали популярнее электрокаров?

VC.RU
Шампанское рекой и пьяные драки: купеческие свадьбы XIX века Шампанское рекой и пьяные драки: купеческие свадьбы XIX века

Купеческие свадьбы были похожи на церемонии, которые устраивали аристократы

Cosmopolitan
Почему Мавроди — гений: 30 лет грандиозному мошенничеству Почему Мавроди — гений: 30 лет грандиозному мошенничеству

Мавроди — комбинатор 1990-х, обобравший несколько миллионов людей

Популярная механика
Геном современных людей оказался уникален на 1,5–7 процентов Геном современных людей оказался уникален на 1,5–7 процентов

Большая часть генетических изменений в человеке произошла 630 тысяч лет назад

N+1
Как стиль Жаклин Кеннеди повлиял на индустрию моды Как стиль Жаклин Кеннеди повлиял на индустрию моды

Вспоминаем главные атрибуты стиля Жаклин Кеннеди, которые повлияли на моду

GQ
Дрессировка, клевета и триангуляция: как противостоять токсичным людям, нарциссам и манипуляторам Дрессировка, клевета и триангуляция: как противостоять токсичным людям, нарциссам и манипуляторам

Отрывок из книги «Токсичные люди» о некоторых нарциссических приемах

Forbes
Как там ваш питомец? 10 фактов о тамагочи Как там ваш питомец? 10 фактов о тамагочи

«Питомцы в яйце» возвращаются!

Вокруг света
Открыть в приложении