За сто лет до публикации первого изображения чёрной дыры Поэхи(Дева X-1) в центре галактики Дева А*(M 87, NGC 4486, UGC 7654, LEDA 41361 и т.д), в 1918 году, астроном Хебер Кертис заметил странную релятивистскую струю, исходящую из центра этой галактики. Сегодня мы понимаем, что это был джет чёрной дыры M87*. Подобные джеты выбрасывают и другие чёрные дыры. Немецкие астрофизики создали численную модель, которая с высокой точностью описывает, как чёрные дыры превращают свою энергию вращения в сверхбыстрые джеты.
Масса Поэхи равна шести с половиной миллиардам солнечных масс. Она вращается с огромной скоростью, преобразуя свою энергию в мощные релятивистские струи, которые мчатся почти со скоростью света на расстояние в 5 тысяч световых лет. Эти джеты, исходящие от других вращающихся чёрных дыр, рассеивают энергию и материю по Вселенной, влияя на эволюцию галактик.
Группа астрофизиков из Университета Гёте создала числовой код FPIC, который точно описывает, как энергия вращения чёрной дыры превращается в выброс частиц. Используя суперкомпьютер, они провели длительное моделирование.
Результаты исследования показали, что помимо механизма Блэндфорда — Знаека, который ранее считался основным способом извлечения энергии вращения черной дыры с помощью сильных магнитных полей, существует еще один процесс — магнитное пересоединение. В этом процессе линии магнитного поля разрываются и вновь соединяются, преобразуя магнитную энергию в тепло, излучение и выбросы плазмы.
Клаудио Меринголо подчеркнул, что моделирование таких процессов важно для понимания сложной динамики релятивистской плазмы в искривленном пространстве-времени рядом с компактными объектами, где экстремальные гравитационные и магнитные поля взаимодействуют.
Профессор Реццолла, коллега Меринголо добавил, что их работа помогает понять, как энергия эффективно извлекается из вращающихся чёрных дыр и направляется в струи. Это, в свою очередь, объясняет яркость активных ядер галактик и ускорение частиц до околосветовых скоростей.
«Потрясающе наблюдать, как сложные численные модели позволяют заглянуть в физику чёрных дыр, — говорит он. — Но ещё более увлекательно, когда удаётся объяснить результаты таких симуляций строгими математическими методами».