Результаты исследования показывают, что магнитные поля чёрных дыр формируются из их родительских звёзд. Когда массивная звезда переживает коллапс и взрывается как сверхновая, она оставляет после себя остаток в виде протонейтронной звезды — объекта, который становится прародителем будущей чёрной дыры.
«Протонейтронные звёзды являются своего рода посредниками. По мере формирования чёрной дыры вокруг неё образуется аккреционный диск, который “закрепляет” магнитные линии на молодой чёрной дыре», — объясняет Оре Готтлиб, главный автор исследования и научный сотрудник Центра вычислительной астрофизики Института Флэтайрон в Нью-Йорке.
Ранее учёные предполагали, что магнитные поля усиливаются в процессе сжатия звезды. Однако такая теория не объясняла высокой мощности джетов и гамма-всплесков. Дело в том, что сильное магнитное поле могло бы замедлить вращение звезды, препятствуя образованию аккреционного диска — ключевого компонента для подпитки джетов.
«Моделирование, использовавшееся ранее, рассматривало нейтронные звёзды и чёрные дыры как изолированные системы, где магнитное поле терялось во время коллапса. Но мы обнаружили, что у нейтронных звёзд тоже есть аккреционные диски, и эти структуры играют важную роль в наследовании магнетизма», — подчёркивает Готтлиб.
Во время коллапса нейтронной звезды формируется аккреционный диск, который передаёт свои магнитные линии формирующейся чёрной дыре. Этот процесс происходит быстрее, чем потеря магнетизма у нейтронной звезды. Таким образом, магнитное поле передаётся от звезды к чёрной дыре.
Учёные провели моделирование типичных систем и выяснили, что временные рамки формирования аккреционного диска короче, чем время, необходимое для рассеивания магнитного поля. Это открытие показывает, что аккреционные диски не только служат источником магнетизма, но и являются основным механизмом формирования мощных джетов.
Эти результаты меняют представление о природе чёрных дыр и связанных с ними явлений. Если аккреционные диски являются необходимым элементом для формирования джетов, то ключевым становится их раннее появление. Это открытие даёт возможность пересмотреть, какие системы способны генерировать мощные всплески гамма-лучей.
«Мы видим, что магнетизм аккреционных дисков может объяснить многие загадки, связанные с джетами. Это важный шаг в понимании механизмов, которые происходят в самых экстремальных условиях во Вселенной», — добавляет Готтлиб.