новости космоса
5839 23
11 января 2022 21:01:26

Черная дыра поглотила звезду десятилетия назад, но ее выдали радиоволны

В центре каждой галактики, включая наш с вами Млечный путь, лежит массивная черная дыра, которая оказывает гравитационное влияние на все расположенные неподалеку звезды. Обычно звезды спокойно движутся по орбитам вокруг черной дыры, но если случайно одна из звезд подходит слишком близко, то черная дыра «съедает» ее, а астрофизики описывают этот процесс как «спагеттификацию».

«Гравитация вокруг черной дыры разрывает «незадачливую» звезду на части, в результате чего та превращается в тонкие потоки, «спагетти», которые падают на черную дыру, - сказал главный автор нового исследования Викрам Рави (Vikram Ravi), ассистент-профессор астрономии Калифорнийского технологического института. – Это очень хаотичный процесс! Звезду нельзя «съесть» незаметно!»

После поглощения звезды ее остатки обращаются вокруг черной дыры и светятся так, что их можно обнаружить при помощи телескопов. В некоторых случаях остатки звезды выбрасываются наружу в форме мощных радиоджетов.

Рави и его команда в новой работе открыла одно из таких событий, так называемое «событие приливного разрыва», используя архив наблюдений, проведенных при помощи радиообсерваторий. Из примерно 100 событий приливного разрыва, обнаруженных на сегодняшний день, это событие стало лишь вторым по счету, зарегистрированным в радиодиапазоне.

Объединив собранные данные с данными, собранными другой командой, также независимо открывшей это событие приливного разрыва, команда Рави смогла выяснить, что это новое событие произошло, когда сверхмассивная черная дыра, лежащая в центре галактики, удаленной на расстояние около 500 миллионов световых лет от нас, поглотила звезду и испустила радиоджет, движущийся со скоростью света.

«Это первое открытие возможного события приливного разрыва в относительно близлежащей части Вселенной, и оно демонстрирует, что яркие в радиодиапазоне события приливного разрыва могут встречаться во Вселенной чаще, чем мы предполагали», - сказал Рави.

Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal.


(Добавил: Hot Temp)

комментарии
1
dengess1-6 · 12-01-2022

Её выдала отрыжка.

2
Teddy52 · 12-01-2022

Два месяца назад физики довольно хорошо смоделировали механизм работы джета СМЧД M87. Хватило уравнений электродинамики сплошных сред и гидродинамики.

Если очень упростить, то механизм состоит в том, что заряженные частицы увлекаются из акреционного диска и разгоняются закрученными силовыми линиями магнитного поля как шнеком мясорубки.
Расстояния между волнами шнека равно скорости света помноженному на период обращения СМЧД (около часа). 100 миллионов км. На расстоянии в один световой год намотается менее 10 тысяч оборотов. Учитывая, что длина джета несколько тысяч световых лет "намотка" состоит из нескольких десятков миллионов оборотов.
То есть не заряженные частицы наматываются ларморовскими силами (как, например, на магнитные силовые линии Земли при формировании полярных сияний), а, ноборот, толкаются крутящимся "шнеком" магнитного жгута.
*
Вот такая отрыжка.

3
Teddy52 · 12-01-2022

Пардон, период не 100 млн км, а миллиард. (это примерно расстояние между Солнцем и где-то между Юпитером [0,78 млрд км] и Сатурном 1,7 млрд км)

4
JamesWebb58 · 12-01-2022

Teddy, а у них получилась двойная спираль?

5
Teddy52 · 12-01-2022

Нет. Двойная спираль - это одна из многочисленных неустойчивостей плазмы, которых великое множество. Видимо, речь о этом исследовании:

Период этой двойной спирали порядка 100 парсек или около 300 световых лет, а спирали (шнека) разгона - световой час. То есть эта огибающая в два-три миллиона малых (разгоняющих) оборотов.

6
Teddy52 · 12-01-2022

Вот это видео предыдущего исследования с симуляцией
www.youtube.com/watch?v=QwqFIGdWdxs
Показывает, что магнитное поле (в центре), состоящее из набора нитей, свернутых вокруг оси джета распадается, образуя пучности. Распад из-за того, что магнитное поле здесь не связано с вращающейся СМЧД. Естественно оно распадается. Но характерно образование пучностей большей величины. Хорошо видно по связанному с магнитным электрическому полю.

7
Teddy52 · 12-01-2022

А вот эта картинка с Радиоастрона (Спектр РГ)

показывает, что джет по факту, из наблюдений состоит из набора нитей.

8
nick_s79 · 12-01-2022

Teddy (2), "..и разгоняются закрученными силовыми линиями магнитного поля.."
-
А откуда взялось само магнитное поле?

9
Teddy52 · 12-01-2022

"Исследователям удалось определить среднюю электронную плотность плазмы в излучающей области вблизи черной дыры, равную 104–107 частиц в кубическом сантиметре, напряженность магнитного поля, равную 1–30 гауссов, и электронную температуру плазмы, равную (1–12)×1010 кельвинов. Кроме того, ученые смогли оценить среднюю скорость аккреции вещества на черную дыру, равную (3–20)×10-4 масс Солнца в год, а также выяснить, что лучше всего данные наблюдений описываются магнитогидродинамической моделью сильно намагниченной плазмы, что говорит о важной роли магнитного поля в ближайших окрестностях черной дыры в процесс формирования релятивистского джета"

10
nick_s79 · 13-01-2022

Я понимаю, что магнитное поле есть и что удалось оценить его напряженность. Меня интересует механизм его генерации. Каков он?

11
Teddy52 · 13-01-2022

Лучше всего данные наблюдений описываются магнитогидродинамической моделью сильно намагниченной плазмы.
*
Энергия гравитации - падения вещества, а именно ионизированного газа (плазмы) преобразуется в магнитное и электрическое поле.
А уже сгенерированные поля, закрученные вращением, как шнеком, разгоняют заряженные частицы до релятивистских скоростей.
В природе существует широкий класс самоподдерживающихся процессов, когда интенсивность роста пропорциональна величине.
Это приводит к экспоненциальному росту величины. Так как, если записать то же самое в виде формул, то получим:
dF/dt = kF
Решением является экспонента F(t)=Fo*exp(kt)+F1. Это широко распространенное уравнение положительной обратной связи.
Поэтому механизмом генерации является лавинообразное усиление случайных магнитных полей, вызванных, например, турбулентностью.

12
nick_s79 · 13-01-2022

Прекрасно. Однако на основании чего Вы полагаете, что процесс образования магнитного поля за счет случайных флюктуаций падающей плазмы имеет характер положительной обратной связи? Что по мне, так любая флюктуация будет нещадно подавляться возникающим градиентом электрических зарядов.

13
Teddy52 · 13-01-2022

На том основании, что есть организующее вращательное движение, которое упорядочивает движение заряженных частиц и, ввиду существенной разницы в массе электронов и протонов примерно в 2 тысячи придает генерации магнитного поля систематический и "неотвратимый" характер.

14
nick_s79 · 13-01-2022

Упорядоченное движение ионов плазмы происходит в одном и том же направлении.
Влияние разницы масс положительных и отрицательных ионов плазмы за счет различий гравитационного воздействия на них будет существенно меньше кулоновских сил, которые будут стремиться компенсировать возникающую дифференциацию плазмы. По той простой причине, что кулоновские силы на много порядков "сильнее" сил гравитационных.
При всей "неотвратимости" характера указанного Вами процесса, количественные его показатели будут мизерными.
И утверждать, что порожденное таким образом магнитное поле будет способно порождать джеты, выбрасывающие плазму на чудовищные расстояния, преодолевая гравитацию его (магнитное поле) порождающую, подобно утверждению, что мышь родила гору.

15
Teddy52 · 13-01-2022

Плазма состоит не из ионов, как вы выразились, а из протонов и электронов. Это понятно?

16
nick_s79 · 13-01-2022

Пусть так. И что?

17
Teddy52 · 13-01-2022

А то, что существенная разница в массах обуславливает их легкую сепарацию во вращающейся центрифуге акреционного диска.

18
nick_s79 · 13-01-2022

Я согласился с этим. Вот только не могу согласиться с термином "легкую". Данная сепарация, вызванная гравитацией, легко купируется более сильными кулоновскими силами, неизбежно возникающими между сепарированными разноименно заряженными слоями - написал Вам на это я. Зачем Вы повторяетесь?

19
nick_s79 · 13-01-2022

Скажите, Вы в состоянии сделать количественную оценку величины сепарации? Или нам стоит обратиться за помощью к Леониду?

20
Teddy52 · 13-01-2022

Что значит купируется? Поляризация сохраняется. Даже недавние данные с Паркера показали, что солнечный ветер, который весьма слаб в кинетическом смысле по сравнению с силами инерции в акреционном диске, создает поляризацию. А наличие поляризации в движущейся с субрелятивистской скоростью плазме создает огромные магнитные поля. Что и показывают наблюдения. Магнитное поле не может быть магнитным полем черной дыры, так как оно слабо по сравнению с наведенными вращением поляризованной плазмой магнитными полями. Да и масштабы размеров СМЧД (порядка астрономической единицы) и собственно шейки джета (порядка 10 парсек или 2 000 000 а.е.) говорят о невероятности того, что магнитное поле связано с собственно СМЧД.

21
nick_s79 · 13-01-2022

А при чем здесь Паркер и солнечный ветер. В указанном Вами случае с солнечным ветром мы имеем дело с плазмой в которую уже "вморожено" магнитное поле Солнца. А магнитное поле СМЧД - это уже совсем другая история, ведь по Вашему собственному утверждению у СМЧД нет собственного магнитного поля.

22
nick_s79 · 13-01-2022

Давайте будем считать, что Вам не известен механизм формирования джетов СМЧД. Впрочем, как и всему остальному научному сообществу.

23
Teddy52 · 14-01-2022

У смчд есть свое поле, но оно не может контролировать такой обьем.
Механизм генерации установлен уже лет десять тому назад, но чёткой теоретической модели нет из за сложности магнитогидродинамических моделей и неразработанности полуэмпирических методов по мгд тематике ввиду сложившегося отвлечения ресурсов на другие темы.

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2022. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!