В своем последнем исследовании астрофизики из Университета Джона Хопкинса, НАСА и Рочестерского технологического института утверждают, что расхождения между теорией и наблюдениями о черных дырах можно объяснить процессом падения газа по спирали. Это приводит к сильному излучению рентгеновских лучей.Согласно
уже опубликованной статье, газ в случае массивных черных дыр движется по спирали вниз через структуру, известную как аккреционный диск. Он нагревается до температуры 10 миллионов градусов по Цельсию. Температура в основной части диска примерно в 2000 раз выше, чем у Солнца, поэтому он излучает так называемое «Мягкое» рентгеновское излучение Однако в таких системах регистрировалось и «жесткое» рентгеновское излучение, несущее примерно в 100 раз большую энергию.
Джулиан Кролик, профессор астрономии Школы искусств и наук имени Занвила Кригера, вместе со своей командой ученых провел исследование, основанное как на традиционных расчетах, так и на компьютерном моделировании с использованием новейших технологий. Основываясь на 40-летнем развитии теории, команда впервые в истории науки продемонстрировала, что высокоэнергетическое излучение не только возможно в черных дырах, но и является необходимым следствием спуска горячего газа на их поверхность. «Черные дыры — это поистине экзотические объекты с очень высокими температурами, невероятными скоростями и силой гравитации. Это в полной мере показывает нам странность общей теории относительности», — говорит профессор. «Однако наши расчеты доказывают, что мы способны понять многие процессы, которые ими управляют,
По мере того, как в последние годы качество и количество высокоэнергетических наблюдений за этими доступными объектами возросло, астрономы получили новые доказательства того, что такие высокоэнергетические фотоны должны формироваться в горячей и тонкой области, называемой короной. Такая корона, быстро разогревающаяся над относительно холодным аккреционным диском, чем-то напоминает солнечную корону, которая отвечает за большую часть видимого в спектре Солнца ультрафиолетового и рентгеновского излучения. Суперкомпьютер Ranger Техасского университета
использовался для современного численного моделирования этого процесса.. Он решал поставленную перед ним задачу почти месяц. Он должен был распутать, среди прочего уравнения, управляющие очень сложным движением набегающего газового потока и ходом магнитных полей вблизи поверхности черной дыры. При резком увеличении температуры, плотности и скорости газа, протекающего через аккреционный диск, значительно возрастает и магнитное поле, что в свою очередь оказывает дополнительное воздействие на непрерывно падающий газ.
В результате получается турбулентная «пена», вращающаяся вокруг черной дыры со скоростью, близкой к скорости света.В расчетах учитываются классические, электрические и магнитные свойства газа одновременно, с учетом теории относительности Эйнштейна.Кролик и его коллеги годами ждали технологических возможностей, позволяющих провести такое моделирование за относительно короткое время.