В рамках недавнего исследования, посвящённого изучению сверхмассивных черных дыр в центрах галактик, учёные обнаружили, что магнитные поля играют весьма впечатляющую роль в динамике этих систем. Фактически, в десятках рассмотренных черных дыр, сила магнитного поля соответствовала силе, производимой гравитацией черных дыр, отмечает команда учёных из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли (Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley Lab) и Радиоастрономического института Макса Планка (Max Planck Institute for Radio Astronomy, MPIfR), расположенного в Бонне-Энденихе (Германия). Результаты проведенного исследования представлены в статье, опубликованной в последнем номере журнала «Nature».
По словам Alexander Tchekhovskoy, исследователя из Berkeley Lab, который помогал интерпретировать данные наблюдений в рамках контекста существующих вычислительных моделей, эта статья описывает результаты первых систематических замеров силы магнитных полей вблизи черных дыр. Это исследование чрезвычайно важно, потому что учёные ранее располагали незначительным количеством данных о силе магнитных полей черных дыр, а теперь у них есть достоверная информация о 76-ти таких астрономических объектах, объясняет Tchekhovskoy.
Ранее Tchekhovskoy, который также является постдокторантом (степень кандидата наук в постсоветских странах) в Калифорнийском университете, разработал вычислительные модели для черных дыр, которые включали и магнитные поля. Согласно его моделям, черная дыра может выдержать магнитное поле, сила которого не больше её гравитации. Тем не менее никогда ранее не удавалось получить «наблюдательных» доказательств для этого предположения. При сохранении баланса этих двух сил, газовое облако, «пойманное» верхней частью магнитного поля, не испытывало бы силы тяжести и левитировало на месте.
Сила магнитного поля был подтверждена благодаря джетам газа, которые «выстреливают» на значительное расстояние от сверхмассивных черных дыр. Сформированные магнитными полями, эти потоки газа испускают радиоизлучение. По словам Mohammad Zamaninasab из MPIfR, ведущего автора исследований, он и его коллеги поняли, что радиоизлучение от джетов черных дыр может использоваться для измерения силы магнитного поля непосредственно вблизи черной дыры.
Другие исследовательские группы ранее собирали данные о радиоизлучении «радиогромких» галактик, используя Very Long Baseline Array — обширную сеть радиотелескопов, расположенную в Соединённых Штатах Америки. Исследователи проанализировали эти данные, дабы создать карты радиоизлучения в различных длинах волн. Изменения реактивных особенностей при сравнении различных карт позволили им вычислить силу магнитного поля вблизи черной дыры.
Основываясь на этих результатах, команда учёных обнаружила, что измеренные магнитные поля могут быть столь же сильными, как и гравитация черной дыры. Более того, они могут быть сопоставимы с силой, производимой внутри аппаратов МРТ (магнитно-резонансная томография).
Mohammad Zamaninasab и его команда обнаружили, что, зная точную массу черной дыры и яркость излучения джета, которую тот производит в оптическом диапазоне, можно вычислить магнитное поле не только этого пучка материи, но и всей черной дыры. Учёные, проанализировав 76 сверхмассивных черных дыр, пришли к единогласному мнению, что магнитные поля у края горизонта событий, «сферы невозврата» вокруг черной дыры, оказались сопоставимы по своей силе с гравитацией черных дыр. Это подтвердило предположения ученых о том, что магнитное поле сверхмассивных черных дыр способно «разгонять» джеты.
По словам Tchekhovskoy, новые результаты означают, что теоретики должны пересмотреть свое виденье поведения черных дыр. Магнитные поля достаточно сильные для того, чтобы стремительно видоизменяться, отмечает учёный. Газ попадает в черные дыры и производит оттоки, которые астрономы наблюдают в виде джетов, гораздо сильнее, чем учёные считали ранее. Tchekhovskoy убеждён в том, что существующие модели черных дыр нуждаются в пересмотре.
