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

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

TESS вновь обнаружил экзогиганта у маломассивной звезды

N+1
Пожилые люди наравне с молодыми научились приносить выгоду другим Пожилые люди наравне с молодыми научились приносить выгоду другим

У пожилых людей просоциальное поведение влияет на способность к обучению

N+1
Разработана первая вакцина от птичьего гриппа для коров Разработана первая вакцина от птичьего гриппа для коров

Ученые разработали первую мРНК-вакцину от птичьего гриппа для коров

ТехИнсайдер
Не бросить на полпути: простые лайфхаки, которые усилят мотивацию Не бросить на полпути: простые лайфхаки, которые усилят мотивацию

Лайфхаки, которые помогут завершить любой проект

Популярная механика
Как мужчины разрушают нашу самооценку: что делать и как дать отпор Как мужчины разрушают нашу самооценку: что делать и как дать отпор

Как неосторожные слова и поступки мужчин могут подрывать нашу самооценку

VOICE
Стрижки для поврежденных волос: проблему можно замаскировать! Стрижки для поврежденных волос: проблему можно замаскировать!

После очередного окрашивания или завивки ты в ужасе от состояния волос?

Cosmopolitan
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
Как микробы исправляют ошибки человека и очищают Землю от тяжелых металлов Как микробы исправляют ошибки человека и очищают Землю от тяжелых металлов

Микробы настолько умны, что научились использовать металлы для выработки энергии

Популярная механика
Фата по талонам и спиртное по карточкам: как праздновали свадьбы в 1980-х Фата по талонам и спиртное по карточкам: как праздновали свадьбы в 1980-х

Как в предперестроечные времена устраивали свадьбы

Psychologies
Почему мы редко переезжаем. О проблемах сделок по обмену жилья и способах их решения Почему мы редко переезжаем. О проблемах сделок по обмену жилья и способах их решения

Эксперт: как можно упростить жизнь переезжающих и сэкономить время на сделке

СНОБ
10 любовных романов для легкого и приятного чтения 10 любовных романов для легкого и приятного чтения

Подборка лучших новинок любовной литературы

Cosmopolitan
10 фраз, которые лучше никогда не произносить 10 фраз, которые лучше никогда не произносить

Фразы, которые могут больно ранить, обесценить или просто расстроить других

Psychologies
Человек и монумент Человек и монумент

Всемирно признанный архитектор Дэвид Аджайе достиг в профессии солидных высот

Robb Report
Казус Лаврова, или Почему Москва обязана вести переговоры с террористами Казус Лаврова, или Почему Москва обязана вести переговоры с террористами

Кремль пошел на прямые, открытые и официальные переговоры с террористами

СНОБ
Языковой барьер: как преодолеть все трудности и стать «своим среди чужих» Языковой барьер: как преодолеть все трудности и стать «своим среди чужих»

Недостаток мотивации и другие трудности на пути к общению с иностранцами

Популярная механика
«Я создан для тебя»: можно ли полюбить идеального робота и стать с ним счастливой «Я создан для тебя»: можно ли полюбить идеального робота и стать с ним счастливой

«Я создан для тебя» — больше, чем романтическая комедия

Forbes
Гладкий я: эволюция эпиляции от Нефертити до наших дней Гладкий я: эволюция эпиляции от Нефертити до наших дней

Как в разные эпохи девушки избавлялись от волос на теле?

Cosmopolitan
Метод «Команды 29». Чем запомнится объявившее о самороспуске независимое объединение юристов Метод «Команды 29». Чем запомнится объявившее о самороспуске независимое объединение юристов

Какие дела за годы своего существования вела и предавала огласке «Команда 29»

СНОБ
Он еще маленький. Понимают ли что-то дети во взрослых разговорах? Он еще маленький. Понимают ли что-то дети во взрослых разговорах?

Маленькие дети понимают в разговорах старших гораздо больше, чем кажется

СНОБ
Канны наши: три фильма, которые рассказывают о России на главном мировом кинофестивале Канны наши: три фильма, которые рассказывают о России на главном мировом кинофестивале

Какие фильмы представлены на Каннском фестивале

Forbes
Провокации красотки в бикини: самые откровенные пляжные образы Ким Кардашьян Провокации красотки в бикини: самые откровенные пляжные образы Ким Кардашьян

Ким Кардашьян – одна из самых ярких американских телезвезд

Cosmopolitan
«Школа должна готовить к жизни»: как устроено лучшее частное образование России «Школа должна готовить к жизни»: как устроено лучшее частное образование России

Важные вопросы о школе и воспитании детей

Forbes
Чем кроссовер отличается от внедорожника Чем кроссовер отличается от внедорожника

Наш гид по главным автомобилям современности: кроссоверам и внедорожникам

Maxim
Имплантируемый датчик вернул осязание крысиной лапе Имплантируемый датчик вернул осязание крысиной лапе

Устройство успешно восстановило чувствительность конечностей грызунов

N+1
7 смертельных опасностей, которые поджидали наших предков прямо у них дома 7 смертельных опасностей, которые поджидали наших предков прямо у них дома

Двести лет назад не нужно было даже выходить из дома, чтобы неожиданно умереть!

Maxim
9 способов взбодриться без кофе и энергетиков 9 способов взбодриться без кофе и энергетиков

Как разбудить и привести себя в чувство без кофеина

Maxim
Как стресс влияет на наш организм и можно ли его преодолеть Как стресс влияет на наш организм и можно ли его преодолеть

Как постоянное напряжение может подорвать здоровье

Популярная механика
Любимые женщины звезд комедии «Ночная смена»: Яглыча, Деревянко, Глушко и других Любимые женщины звезд комедии «Ночная смена»: Яглыча, Деревянко, Глушко и других

Актеры фильма «Ночная смена» связали свою жизнь с яркими девушками

Cosmopolitan
Мелатонин для сна: подходит не всем и может навредить Мелатонин для сна: подходит не всем и может навредить

Как правильно принимать мелатонин и как это делать, чтобы не навредить здоровью

Cosmopolitan
Мудборд: каким был Уимблдон и теннисисты в семидесятых Мудборд: каким был Уимблдон и теннисисты в семидесятых

Каким Уимблдон был в семидесятые — знаковый период для большого тенниса

Esquire
Открыть в приложении