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

Химики воспроизвели межзвездный синтез всех молекул цикла Кребса Химики воспроизвели межзвездный синтез всех молекул цикла Кребса

Химики в лаборатории синтезировали весь набор карбоновых кислот из цикла Кребса

N+1
Упустила рынок цифровых фотоаппаратов, потеряла госконтракт и переключилась на производство лекарств: история Kodak Упустила рынок цифровых фотоаппаратов, потеряла госконтракт и переключилась на производство лекарств: история Kodak

Почему сегодня Kodak — химпредприятие

VC.RU
Эта компания построит грандиозное сооружение прямо на орбите — до сих пор никто такого не делал даже близко Эта компания построит грандиозное сооружение прямо на орбите — до сих пор никто такого не делал даже близко

Space Solar построит орбитальную электростанцию с использованием роботов

Inc.
Будни дальнобойщика: Ил-4, который первым бомбил Берлин Будни дальнобойщика: Ил-4, который первым бомбил Берлин

Ил-4 — туда и обратно

Maxim
Почему не стоит оставлять открытыми алюминиевые банки в холодильнике Почему не стоит оставлять открытыми алюминиевые банки в холодильнике

Безопасно ли есть из железных банок, которые были оставлены открытыми?

ТехИнсайдер
«Это великая русская книга» «Это великая русская книга»

Как мы читали «Над пропастью во ржи»

Weekend
5 сюрпризов самого большого «Кадиллака» 5 сюрпризов самого большого «Кадиллака»

Новый Escalade пришел, чтобы править

Maxim
Не рокот космодрома Не рокот космодрома

Как и зачем строят космодромы

Популярная механика
Ума палата. Тест-драйв нового Cadillac Escalade Ума палата. Тест-драйв нового Cadillac Escalade

Новый Escalade: огромный V8, рама и невероятное количество электроники

РБК
Любовь или кошелек: как измены влияют на доход Любовь или кошелек: как измены влияют на доход

Чем полезен для верности баланс в заработке мужчины и женщины?

Psychologies
Все равно не приду Все равно не приду

Рассказ Алексея Сальникова об особенностях будней рабочего котельной

Esquire
Андрей Бурковский: «Для меня как для актера это был большой вызов» Андрей Бурковский: «Для меня как для актера это был большой вызов»

Герой этого номера Grazia – актер Андрей Бурковский

Grazia
Заскучал? 9 способов провести время увлекательно и с пользой Заскучал? 9 способов провести время увлекательно и с пользой

Хватит лежать и плевать в потолок

Playboy
Дом с ловушками: смертельные опасности, которые окружали жителей викторианских домов Дом с ловушками: смертельные опасности, которые окружали жителей викторианских домов

Как бытовые предметы убивали людей

Популярная механика
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
Лучшие бесплатные программы для Windows Лучшие бесплатные программы для Windows

Прежде чем платить за программы, лучше поискать аналоги

Maxim
Глаз бури: 7 удивительных фактов о тропических циклонах Глаз бури: 7 удивительных фактов о тропических циклонах

«Вокруг света» делится любопытными фактами о тропических циклонах

Вокруг света
Осторожно, мультики: что не так с диснеевскими героями Осторожно, мультики: что не так с диснеевскими героями

Вместе с психотерапевтом разбираемся в скрытых смыслах диснеевских историй

Psychologies
5 «вредных» привычек, способных принести пользу для здоровья 5 «вредных» привычек, способных принести пользу для здоровья

Мы зря говорим им категоричное «нет»

Playboy
Запускал стартапы, чтобы побороть тревожность: история Питера Левелса, который поставил цель сделать 12 сервисов за год Запускал стартапы, чтобы побороть тревожность: история Питера Левелса, который поставил цель сделать 12 сервисов за год

Кто такой Питер Левелс и как он запустил 12 стартапов?

VC.RU
5 приемов манипуляции, способных мотивировать сотрудников и не только 5 приемов манипуляции, способных мотивировать сотрудников и не только

Топ-5 психологических приемов, которые могут пригодиться в работе

Популярная механика
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
Главный спор XXI века: правда ли, что видеоигры развивают агрессию у детей Главный спор XXI века: правда ли, что видеоигры развивают агрессию у детей

Развивают ли видеоигры склонность к насилию или нет?

Популярная механика
«Живем в школьном автобусе»: почему супруги из США кочуют вместе с детьми «Живем в школьном автобусе»: почему супруги из США кочуют вместе с детьми

Супруги из США нашли выход из повседневной рутины

Psychologies
Отличные российские игры последних лет, которые ты мог пропустить Отличные российские игры последних лет, которые ты мог пропустить

Российский геймдев не стоял на месте, несмотря на мнение многих

Maxim
Почему не работают аффирмации, карты желаний и медитации и что с этим делать Почему не работают аффирмации, карты желаний и медитации и что с этим делать

Для исполнения желаний все средства хороши

Cosmopolitan
Пионеры поколения Z. Актеры сериала «Пищеблок» — о конфликте поколений, 80-х и сверстниках Пионеры поколения Z. Актеры сериала «Пищеблок» — о конфликте поколений, 80-х и сверстниках

Актеры «Пищеблока» — о времени, свободе, конфликте поколений и поиске себя

СНОБ
Проще не придумаешь: как снять стресс всего за 16 секунд Проще не придумаешь: как снять стресс всего за 16 секунд

Многие из нас испытывают стресс, при этом бороться с ним эффективно не умеют

Cosmopolitan
Обида — «лучший» способ разрушить себя и отношения Обида — «лучший» способ разрушить себя и отношения

Обида — этот привычный сценарий может угрожать вашим отношениям

Psychologies
Валерия Астапова. Против правил Валерия Астапова. Против правил

Валерия Астапова добилась всего сама

Коллекция. Караван историй
Открыть в приложении