Зробити резюме статті:
Чатгпт
Плазмоїди на екваторі прискорюються магнітним перез’єднанням і формують струмінь уздовж осі. Лінії магнітного поля показані сірим (Фото: Meringolo, Camilloni, Rezzolla (2025))
M87* — одна з найвідоміших чорних дір у Всесвіті. Вона має масу близько 6,5 мільярда сонць і дуже швидко обертається навколо своєї осі. Завдяки цьому вона викидає потужний потік частинок — астрофізичний «джет», який розтягується більш ніж на 5 тисяч світлових років. Подібні струмені спостерігають і в інших галактиках — вони розносять енергію та речовину у космосі та можуть змінювати розвиток цілих зоряних систем.
Досі вважалося, що основний механізм утворення такого потоку — це механізм Блендфорда — Знайєка, коли чорна діра «відкачує» частину своєї енергії обертання через потужні магнітні поля. Але нові розрахунки виявили ще один важливий процес — магнітне перез’єднання. Це коли магнітні лінії розриваються та знову з’єднуються, перетворюючи магнітну енергію в тепло, випромінювання та спалахи плазми.
Для цього команда професора Лучано Реццолли створила спеціальний обчислювальний код FPIC, який дозволяє дуже точно змоделювати поведінку частинок і магнітних полів біля чорної діри.
«Моделювання таких процесів — ключ до розуміння, як поводиться плазма в екстремальних умовах біля компактних об’єктів», — пояснив головний розробник FPIC доктор Клаудіо Мерінґоло.
Щоб провести ці обчислення, вчені використали надпотужні суперкомп’ютери у Франкфурті та Штутгарті, витративши мільйони годин процесорного часу. Це дозволило врахувати як магнітні поля, так і ефекти, передбачені загальною теорією відносності Ейнштейна.
У площині навколо чорної діри дослідники побачили, як магнітне перез’єднання створює ланцюг плазмоїдів — скупчень енергійної плазми, що рухаються майже зі швидкістю світла. Під час цього з’являються частинки з негативною енергією, які, за словами вчених, можуть живити потужні джети.
«Наші результати показують, що механізм Блендфорда — Знайєка — не єдиний процес, який дає чорній дірі енергію для створення струменів», — сказав доктор Філіппо Каміллоні, один з учасників проєкту.
Професор Реццолла додав, що завдяки новим моделям вони змогли показати, як саме обертання чорної діри ефективно перетворюється на потужний потік енергії.
«Це допомагає пояснити яскравість активних ядер галактик і прискорення частинок до майже світлових швидкостей», — зазначив він.
Відкриття дає змогу краще зрозуміти, як чорні діри не лише «поглинають», а й активно впливають на Всесвіт — змінюючи простір навколо себе та розподіл енергії в галактиках.