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

OpenAI впервые за пять лет выпустила языковые модели с открытыми весами OpenAI впервые за пять лет выпустила языковые модели с открытыми весами

Компания OpenAI выпустила две большие языковые модели с открытыми весами

N+1
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
«Социальные науки как колдовство» «Социальные науки как колдовство»

Можно ли за цифрами спрятать несостоятельность научной мысли

N+1
Медицинский эйджизм: почему наш возраст волнует врачей больше, чем наше здоровье Медицинский эйджизм: почему наш возраст волнует врачей больше, чем наше здоровье

Как отвечать на вопросы врача, которые касаются вовсе не лечения

Cosmopolitan
«Дикое» государство: 7 фактов о жизни на Аляске «Дикое» государство: 7 фактов о жизни на Аляске

Вечная мерзлота, действующие вулканы, множество диких животных — все это Аляска

ТехИнсайдер
Сундук Колчака за €3 млн и архив Луначарского: чем торгуют книжные антиквары Сундук Колчака за €3 млн и архив Луначарского: чем торгуют книжные антиквары

Как можно извлечь миллионы рублей из макулатуры, предназначенной на помойку

Forbes
Тише, знамя российского спорта. Зачем нашим спортсменам велят молчать о политике Тише, знамя российского спорта. Зачем нашим спортсменам велят молчать о политике

Олимпийский комитет России вручил спортсменам свои напутствия

СНОБ
Игры со временем: фильмы, где всё идет не своим чередом Игры со временем: фильмы, где всё идет не своим чередом

Отличные фильмы о временных парадоксах. Взрыв мозга гарантирован!

Cosmopolitan
Щедрость, уверенность в себе и еще 5 фактов о мужчине Раке Щедрость, уверенность в себе и еще 5 фактов о мужчине Раке

О Раках существует ряд стереотипов, с которыми пора разобраться раз и навсегда

Cosmopolitan
Тотьма во мне Тотьма во мне

Алексей Новосёлов уже 8 лет превращает Тотьму в место, куда хочется возвращаться

Seasons of life
Слишком сексуально — это плохо? Почему нам Слишком сексуально — это плохо? Почему нам

Внешний вид женщин на протяжении всей истории был под особым прицелом

Cosmopolitan
На фоне Серова На фоне Серова

Анна Толстова о Николае Фешине

Weekend
Полуфабрикаты: как автомобили из СССР дорабатывали для зарубежного покупателя Полуфабрикаты: как автомобили из СССР дорабатывали для зарубежного покупателя

Тушь, помада, накладные ресницы: советский автопром за границей

Вокруг света
Марафоны похудения в инстаграме: они опаснее, чем кажутся! Марафоны похудения в инстаграме: они опаснее, чем кажутся!

Почему нельзя быстро похудеть на марафоне похудения?

Cosmopolitan
Палеонтологи разобрались в родственных связях южноамериканских копытных Палеонтологи разобрались в родственных связях южноамериканских копытных

Одни таксоны оказались родственны лошадям, другие – даманам и слонам

N+1
Китайский фарфор проник в Европу тысячу лет назад как статусный подарок Китайский фарфор проник в Европу тысячу лет назад как статусный подарок

Ученые определили происхождение китайского фарфора X–XI века в Испании

N+1
Дом стоит, свет горит Дом стоит, свет горит

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

Seasons of life
Убойная сила: как ветеран фитнес-индустрии воюет за долю рынка стоимостью $244 млрд Убойная сила: как ветеран фитнес-индустрии воюет за долю рынка стоимостью $244 млрд

История фитнес-компании iFit от Скотта Уоттерсона: от рождения до наших дней

Forbes
10 признаков, что вы не ленивы, а «выборочно мотивированы» 10 признаков, что вы не ленивы, а «выборочно мотивированы»

Что такое выборочная мотивация?

Psychologies
Не гудеть на сэндвичи, не есть жареную курицу вилкой, не делиться паролем от Netflix: самые странные законы США Не гудеть на сэндвичи, не есть жареную курицу вилкой, не делиться паролем от Netflix: самые странные законы США

Как случайно не нарушить закон в США

Вокруг света
«Мои ошибки, падения и трагедии»: принц Гарри заканчивает «интимные» мемуары «Мои ошибки, падения и трагедии»: принц Гарри заканчивает «интимные» мемуары

Принц Гарри решил рассказать о детстве, смерти мамы и опыте отцовстве

Cosmopolitan
Шышл-мышл, из моды вышел: обувь, которую не стоит покупать даже со скидкой Шышл-мышл, из моды вышел: обувь, которую не стоит покупать даже со скидкой

Агафья фон Громм спешит предостеречь тебя от неудачных покупок в обувном отделе

Cosmopolitan
Год в СИЗО «Лефортово». Друзья и коллеги Ивана Сафронова — о его деле Год в СИЗО «Лефортово». Друзья и коллеги Ивана Сафронова — о его деле

Какие вопросы остаются к делу журналиста Ивана Сафронова?

СНОБ
Дорогу покажешь? Тест-драйв нового Chevrolet Tahoe Дорогу покажешь? Тест-драйв нового Chevrolet Tahoe

Салехард — идеальное место для теста «Какой из тебя внедорожник»

РБК
Две недели до отпуска: как сбросить 7 кг без риска для здоровья Две недели до отпуска: как сбросить 7 кг без риска для здоровья

Свекольная диета — одна из самых безопасных и эффективных диет

VOICE
Ольга Бузова, Ксения Собчак, Земфира: 9 самых успешных представительниц шоу-бизнеса Ольга Бузова, Ксения Собчак, Земфира: 9 самых успешных представительниц шоу-бизнеса

Рассказываем о женщинах, которые вошли в список «50 самых успешных звезд»

Forbes
Тонька-пулеметчица: как деревенская девчонка стала нацистским палачом Тонька-пулеметчица: как деревенская девчонка стала нацистским палачом

Она была уверена, что больше трех лет не дадут, но Тонька-пулеметчица ошиблась

Cosmopolitan
В атмосфере экзопланеты впервые обнаружили и измерили следы изотопов В атмосфере экзопланеты впервые обнаружили и измерили следы изотопов

В атмосфере далекой экзопланеты впервые обнаружены изотопы

Популярная механика
Две пиццы на команду и другие странные бизнес-принципы Джефа Безоса Две пиццы на команду и другие странные бизнес-принципы Джефа Безоса

Экстравагантные правила ведения бизнеса от Джефа Безоса

Maxim
Беги от него немедленно: эксперт рассказывает о 27 признаках манипулятора Беги от него немедленно: эксперт рассказывает о 27 признаках манипулятора

Как понять, что ты в отношениях с манипулятором

Cosmopolitan
Открыть в приложении