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

Время когерентности молекулярных кубитов повысили на порядок Время когерентности молекулярных кубитов повысили на порядок

Физики смогли увеличить время когерентности кубитов

N+1
Кто приладил утопию к реальности Кто приладил утопию к реальности

Григорий Ревзин об Этьене Кабе и «Путешествии в Икарию»

Weekend
Строительство дворца в Древней Корее начали с человеческих жертвоприношений Строительство дворца в Древней Корее начали с человеческих жертвоприношений

Перед строительством крупных объектов в Корее совершались жертвоприношения

N+1
Сын потратил $1800 в мобильной игре, и его отцу пришлось продать машину Сын потратил $1800 в мобильной игре, и его отцу пришлось продать машину

Оказывается, мобильные игры вредны не только для детей, но и для родителей

Psychologies
25 выдуманных фактов, которые звучат чертовски правдоподобно (и многие в них верят) 25 выдуманных фактов, которые звучат чертовски правдоподобно (и многие в них верят)

После прочтения этих фактов ты рискуешь потерять связь с реальностью

Maxim
Ампульная косметика: чем хороша и почему ее стоит попробовать? Ампульная косметика: чем хороша и почему ее стоит попробовать?

Экспресс-формулы внутри стеклянных ампул — отдельный вид бьюти-ухода

Esquire
Женщины острее чувствуют вкусы: возможно ли похудеть на 10 килограммов за месяц Женщины острее чувствуют вкусы: возможно ли похудеть на 10 килограммов за месяц

Как экстремальные диеты и занятия спортом влияют на организм и психику человека

Forbes
Как работает ESP и как ей пользоваться. Это должен знать каждый водитель Как работает ESP и как ей пользоваться. Это должен знать каждый водитель

Что такое ESP, по какому принципу она работает и что делать, если она неисправна

РБК
Самый опасный вид спорта: топ-16 рискованных активностей Самый опасный вид спорта: топ-16 рискованных активностей

Виды спорта, в которых чаще всего происходят несчастные случаи

Playboy
Древний житель Хорватии умер от остеомиелита после удара в лоб бронзовым топором Древний житель Хорватии умер от остеомиелита после удара в лоб бронзовым топором

Палеопатологи обследовали череп эпохи раннего бронзового века

N+1
В ожидании GTA 6: топ-5 лучших шутеров в открытом мире В ожидании GTA 6: топ-5 лучших шутеров в открытом мире

Игры, в которых можно угонять машины, убивать и отрываться как в последний раз

Maxim
Доходы растениеводов пока в плюсе Доходы растениеводов пока в плюсе

Несмотря на сложности прошлого сезона, участники рынка смогли неплохо заработать

Агроинвестор
«Агония закончилась»: Меган Маркл освободила принца Гарри «Агония закончилась»: Меган Маркл освободила принца Гарри

Меган Маркл дождалась редкой похвалы от королевского биографа

Cosmopolitan
Как «Вкусвилл» умудрился разозлить вообще всех: история скандальной рекламы с ЛГБТ-парой Как «Вкусвилл» умудрился разозлить вообще всех: история скандальной рекламы с ЛГБТ-парой

Как «Вкусвилл» попал в один из самых громких скандалов в своей истории

Playboy
Цветок забвения Цветок забвения

Иван-чай узколистный — многолетнее травянистое растение из семейства Кипрейные

Наука и жизнь
14 триллеров, которые держат в напряжении до самого финала 14 триллеров, которые держат в напряжении до самого финала

Любителям пощекотать нервы и пораскинуть мозгами посвящается

GQ
Гаитянский щелезуб и еще 3 ядовитые «ошибки природы» Гаитянский щелезуб и еще 3 ядовитые «ошибки природы»

Щелезуб — одно из немногих ядовитых млекопитающих на земле

Вокруг света
Ялта, парус! Самые романтичные фильмы про каникулы Ялта, парус! Самые романтичные фильмы про каникулы

Романтически фильмы, которые зарядят тебя хорошим настроением

Cosmopolitan
Сандра О: «Почему бы вам не?..» Сандра О: «Почему бы вам не?..»

Актриса Сандра О рассказала, как разнообразить свою жизнь

Harper's Bazaar
Краткая история кинематографа: от братьев Люмьер до Netflix Краткая история кинематографа: от братьев Люмьер до Netflix

Разбираемся, как родилась и развивалась индустрия кино

GQ
Алкогольные пиршества помогли индейцам Уари расширить свое влияние в Перу Алкогольные пиршества помогли индейцам Уари расширить свое влияние в Перу

Антропологи обнаружили политическое значение у ритуального пьянства

N+1
Ой, ошибочка вышла: Америка пересматривает итоги #MeToo Ой, ошибочка вышла: Америка пересматривает итоги #MeToo

Что победит у американцев — честный суд или движение #MeToo?

Maxim
«Условно я перерезала ленточку «женский русский рэп»: Alizade в разговоре с Playboy о сексизме в рэпе, насилии и тоннах хейта в ее адрес «Условно я перерезала ленточку «женский русский рэп»: Alizade в разговоре с Playboy о сексизме в рэпе, насилии и тоннах хейта в ее адрес

Alizade: «Считаю, от меня исходит мирный и добрый вайб. Вайб пончика».

Playboy
Меняем биоритмы: можно ли из совы стать жаворонком и не пожалеть Меняем биоритмы: можно ли из совы стать жаворонком и не пожалеть

Можно ли изменить свои биоритмы и научиться легко вставать в 6 утра?

Cosmopolitan
Я ненастоящий: почему появляется синдром самозванца Я ненастоящий: почему появляется синдром самозванца

Что такое синдром самозванца?

Forbes
То, о чем нельзя забывать: эволюция поворотников То, о чем нельзя забывать: эволюция поворотников

Автомобильные поворотники не сразу обрели современный вид

Вокруг света
Москва оказалась на седьмом месте в мире по выбросам парниковых газов Москва оказалась на седьмом месте в мире по выбросам парниковых газов

Более половины выбросов парниковых газов приходится всего на 15 городов

N+1
Полезный жир Полезный жир

Как жировая ткань может сделать вас стройнее

Домашний Очаг
«Не маринуй мясо!» и еще 10 секретов правильного шашлыка из свинины «Не маринуй мясо!» и еще 10 секретов правильного шашлыка из свинины

Готовим шашлык так, чтобы не испортить настоящий вкус мяса

Maxim
Новое исследование выявило наличие таланта у собак Новое исследование выявило наличие таланта у собак

Ученые: собаки могут быть талантливы

National Geographic
Открыть в приложении