У надмасивних чорних дірах можуть виникати гігантські газові "цунамі", — учені

У своєму новому дослідженні, опублікованому в Astrophysical Journal, астрофізики використовували комп'ютерне моделювання, щоб змоделювати навколишнє середовище навколо надмасивних чорних дір, пише Space.com.

Вони виявили, що поблизу цих чорних дір можуть утворюватися величезні, схожі на цунамі структури, які по суті є масивними, закрученими стінками газу, що ледь уникли інтенсивного гравітаційного тяжіння чорної діри.

На думку дослідників, надмасивні чорні діри можуть містити найбільші структури, подібні цунамі, у Всесвіті.

"Явищами, що відбуваються на Землі, керують закони фізики, які здатні пояснити різні події як у космічному просторі, так і далеко за межами чорної діри", — сказав Деніел Прога, астрофізик з Невадського університету в Лас-Вегасі.

У новому дослідженні експерти уважно вивчили дивне середовище навколо надмасивних чорних дір і те, як там взаємодіють випромінювання і гази.

Надмасивні чорні діри іноді мають великі диски газу та речовини, які навколо них обертаються, живлячи діри з плином часу в об'єднану систему, відому як активні ядра галактик.

Ці системи, які часто викидають струмені матеріалу, випускають яскраві рентгенівські промені, що сяють, над диском, поза гравітаційною досяжністю чорної діри. Це рентгенівське випромінювання виштовхує вітри, що виходять з центру системи — процес, який називається "відтоком".

Це рентгенівське випромінювання також може допомогти пояснити більш щільні газоподібні місця в навколишньому середовищі навколо надмасивних чорних дір, які називаються "хмарами".

"Ці хмари в 10 разів гарячіші, ніж поверхня Сонця. Вони рухаються зі швидкістю сонячного вітру, що робить їх досить екзотичними об'єктами", — зазначив провідний автор дослідження Тім Вотерс з Невадського університету в Лас-Вегасі.

За допомогою комп'ютерного моделювання команда показала, як розміщена досить далеко від чорної діри, щоб бути поза її досяжністю, атмосфера диска, що обертається навколо чорної діри, може почати формувати хвилі газу і речовини. З додаванням вітрів відтоку, які виштовхуються рентгенівським випромінюванням, ці хвилі можуть переростати в масивні цунамі.

Більше того, дослідники виявили, що ці закручені хвилі газу можуть сягати над диском на відстані до 10 світлових років. Але як тільки ці, подібні цунамі структури, сформуються, вони більше не будуть перебувати під впливом гравітації чорної діри.

У своєму моделюванні дослідники також продемонстрували, як яскраве рентгенівське випромінювання поблизу чорної діри проникає в осередки гарячого газу в зовнішній атмосфері диска.

Ці бульбашки гарячої плазми розширюються в довколишній більш холодний газ по краях диска, допомагаючи породжувати структури, схожі на цунамі. Бульбашки також блокують відтік вітру і по спіралі розпадаються на окремі структури протяжністю до світлового року.

Ці бічні структури відомі як вихрові доріжки або доріжки Кармана, є погодним явищем, яке також відбувається і на Землі (хоча на Землі вони виглядають зовсім по-іншому).

Доріжки Кармана названі на честь американського фізика угорського походження Теодора фон Кармана, на честь якого названа межа між атмосферою Землі та космосом.

Варто зазначити, що це дослідження йде врозріз з попередніми теоріями, згідно з якими хмари гарячого газу поблизу активного ядра галактики утворюються спонтанно через нестабільність рідини.

Це дослідження також суперечить попередньому уявленню про те, що магнітні поля необхідні для переміщення більш холодного газу з диска навколо надмасивної чорної діри.

Хоча жоден з чинних наразі супутників не може підтвердити роботу вчених, команда сподівається підкріпити свої висновки майбутніми дослідженнями і телескопічними спостереженнями.

Крім того, згідно із заявою NASA, спостереження плазми поблизу активних ядер галактик з рентгенівської обсерваторії NASA "Чандра" і космічного телескопа ЕКА XMM-Newton, узгоджуються з висновками дослідників.