Галактически електроцентрали: Физици разкриха една от основните тайни на черните дупки

Черните дупки могат да отделят повече енергия в заобикалящата ги среда, отколкото се смяташе досега, и колкото по-бързо се въртят, толкова по-ефективно извличат енергията.

Астрофизиците са открили как дискове от гореща плазма, които обикалят около черни дупки, могат да се превърнат в мощни двигатели за галактически електроцентрали. Изследването е публикувано в The Astrophysical Journal, пише Space.

Учените отдавна предлагат теории, че енергията се извлича от въртенето на черните дупки поради магнитните полета и се насочва към мощни струи от високоенергийни частици, които се изстрелват от полюсите на дупките.

Но не бяха сигурни за много неща относно процеса, като например какво определя количеството преобразувана енергия.

Сега астрофизиците са моделирали действието на акреционен диск около свръхмасивна черна дупка, за да получат отговорите.

Наскоро експерти откриха връзка между черни дупки със звездна маса и свръхмасивни черни дупки, което ще им помогне да разберат как тези обекти стават много големи.

Според авторите на изследването отдавна е известно, че материята, попадаща в черна дупка от акреционен диск, състоящ се от гореща плазма, може да извлече ротационна енергия (енергията, която възниква поради въртенето на този обект). Тази енергия се смяташе за важна за захранването на струите на черната дупка.

Сега новите симулации показват, че много повече енергия се извлича от черните дупки, отколкото е известно досега.

Симулациите са имитирали физиката на горещата плазма в изкривената тъкан на пространство-времето и региона с висока гравитация около черните дупки. Това позволило на учените да наблюдават как магнитните полета взаимодействат с черни дупки, които се въртят с различни скорости, по-специално изучавайки ефективността на извличането на енергия.

Оказва се, че между 10% и 70% от енергията, извлечена от въртенето на черните дупки, е насочена към техните струи.

Колкото по-бързо се върти черна дупка, толкова повече енергия може да освободи, казват физиците.

Останалата част от енергията, извлечена от въртенето на черната дупка, се абсорбира от акреционния диск или се разсейва като топлина.

Физиците също така са установили, че силата на магнитното поле увеличава яркостта на акреционния диск на черната дупка.

Това може да обясни защо някои активни галактически ядра са много по-ярки, отколкото предполагат теоретичните модели.