ВОДОВОРОТ

Газ и пыль, попадающие в гравитационное поле чёрной дыры, не падают на неё по прямой линии. Из-за сохранения момента импульса материя закручивается, образуя плоский вращающийся диск. Это похоже на воду, стекающую в сливное отверстие.

Внутри диска слои газа движутся с разными скоростями: внутренние быстрее внешних. Трение между слоями (вязкость) разогревает материю до миллионов градусов, заставляя её светиться в рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах. Эффективность преобразования массы в энергию здесь достигает 40% (для сравнения, термоядерный синтез даёт менее 1%).

Магнитные поля играют ключевую роль в переносе момента импульса наружу, позволяя материи медленно мигрировать внутрь, к горизонту событий.

Не вся материя падает в чёрную дыру. Часть её выбрасывается наружу вдоль оси вращения в виде узких пучков плазмы — джетов. Скорость частиц в джетах близка к скорости света.

Механизм запуска джетов (процесс Блэнфорда-Знаека) связан с закручиванием линий магнитного поля вращающейся чёрной дырой. Это работает как гигантская динамо-машина.

Джеты могут простираться на миллионы световых лет, выходя далеко за пределы родительской галактики и влияя на эволюцию скоплений галактик.

Аккреционные диски — самые яркие постоянные источники излучения во Вселенной. Мы изучаем их с помощью рентгеновских телескопов, таких как Chandra и XMM-Newton. Спектральный анализ позволяет определить состав газа, температуру и скорость вращения.

В 2019 году коллаборация Event Horizon Telescope получила прямое радиоизображение аккреционного потока вокруг сверхмассивной чёрной дыры M87*. Яркое асимметричное кольцо подтвердило предсказания о движении света в сильном гравитационном поле.