Магнитные поля объяснили слияние «невозможных» черных дыр
Астрофизики разгадали происхождение «невозможных» черных дыр, столкновение которых наблюдали в 2023 году. Новое моделирование показало, что своим появлением они обязаны магнитным полям — фактору, который ранее не учитывали.
В 2023 году обсерватории гравитационных волн LIGO-Virgo-KAGRA зафиксировали столкновение двух черных дыр на расстоянии около семи миллиардов световых лет от Земли. Это событие под названием GW231123 озадачило астрофизиков. Масса и скорость вращения слившихся объектов не соответствовали существующим теориям. Такие черные дыры просто не должны были существовать.
Проблема заключалась в так называемом массовом зазоре. По расчетам, звезды определенного диапазона масс в конце своей жизни взрываются как сверхновые особого типа — парно-нестабильные. Такой взрыв настолько мощный, что полностью уничтожает звезду, не оставляя после себя ничего, даже черной дыры. Из-за этого астрономы не ожидают находить черные дыры массой примерно от 70 до 140 масс Солнца. Объекты из события GW231123 попадали как раз в этот «запрещенный» диапазон.
В теории черная дыра может попасть в массовый зазор, если она образуется в результате слияния двух объектов поменьше. Однако такое событие обычно нарушает вращение финального объекта. Черные дыры из GW231123, напротив, вращались почти с максимально возможной скоростью, увлекая за собой пространство-время. Сочетание огромной массы и экстремального вращения указывало на то, что стандартные модели упускают некий важный фактор.
Астрофизики предположили, что влияние магнитных полей при коллапсе звезд — это и есть фактор, который упускали из виду. Результаты опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Для проверки своей гипотезы команда провела комплексное компьютерное моделирование в два этапа. Сначала ученые проследили жизненный цикл гигантской звезды с изначальной массой в 250 раз больше солнечной. К моменту коллапса звезда потеряла часть вещества, ее масса составила около 150 масс Солнца. Это значение немного превышает верхнюю границу массового зазора, что позволяет звезде после взрыва оставить после себя черную дыру.
На втором этапе астрофизики создали более сложную симуляцию самого коллапса, добавив в модель вращение звезды и магнитные поля. Предыдущие модели предполагали, что после рождения черной дыры все оставшееся вещество звезды падает на нее. Новое моделирование показало совершенно другую картину. Если коллапсирующая звезда быстро вращалась, окружающее ее облако оставшегося материала образовывало вращающийся диск.
Магнитные поля в этом диске создавали давление, которое выбрасывало часть вещества наружу в виде мощных потоков, или джетов, движущихся почти со скоростью света. Эти выбросы уменьшали количество материала, доступного для поглощения черной дырой. Сила эффекта напрямую зависела от напряженности магнитного поля: чем оно сильнее, тем больше вещества уносило прочь.
Моделирование показало, что при наличии сильных магнитных полей до половины первоначальной массы звезды могло быть выброшено в космос. В результате итоговая масса новорожденной черной дыры становилась значительно меньше, и она попадала в тот самый массовый зазор.
Кроме того, научная работа выявила связь между массой черной дыры и скоростью ее вращения. Сильные магнитные поля не только выбрасывали массу, но и тормозили вращение, приводя к образованию более легких и медленновращающихся черных дыр. Слабые поля, наоборот, позволяли объекту набрать большую массу и раскрутиться до высоких скоростей. Такой сценарий объяснил свойства объектов в системе GW231123.
Предложенный механизм также предсказал, что рождение быстровращающихся массивных черных дыр должно сопровождаться всплесками гамма-излучения. Будущие наблюдения помогут проверить эту теорию и лучше понять физику самых экстремальных объектов во Вселенной.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Проблема непереносимости глютена затрагивает до 150 миллионов человек во всем мире. Единственный выход — полностью исключить этот компонент из рациона. Однако существующий безглютеновый хлеб практически не содержит белка и клетчатки, быстро повышает уровень сахара и черствеет. При этом существующие зарубежные рецептуры разработаны под импортное сырье и технологии, что не позволяет применять их к российскому сырью. Ученые Пермского Политеха разработали новые рецептуры безглютенового хлеба и исследовали влияние многокомпонентных мучных композиций и добавок на его качество. Они впервые в России создали смеси, в которых по сравнению с существующими отечественными аналогами в два-три раза больше белка и жиров, а углеводов — на 30-50 процентов меньше.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Паразитические организмы иногда не учитывают, что сами могут оказаться целью паразита более высокого уровня. Сосредотачивая все свои силы на инфицировании и размножении, они остаются беззащитными перед агрессивным специализированным нахлебником.
Интригующие испытания высотного ракетного двигателя Raptor Vacuum для корабля Starship, верхней ступени сверхракеты Илона Маска, парадоксальны. Его работа на уровне моря уже сама по себе загадка. Ведь, по классическим представлениям, высотные двигатели на уровне моря корректно не работают. А сопло RaptorVAC на наземном стенде извергает реактивную струю без всяких признаков нарушения работы. Как такое может быть?
В нижних и верхних слоях Урана астрономы впервые зарегистрировали угарный газ и циановодород. Новые данные указали на то, что недра планеты могут быть значительно обогащены кислородом. Это открытие поможет разрешить давнюю загадку о том, сформировался ли Уран иначе, чем его ближайший сосед Нептун, или их образование шло по схожему сценарию.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
Исследователи опросили более 60 тысяч испытуемых из разных стран и выяснили: чем больше человек зациклен на себе, тем холоднее он к своему партнеру. Правда, снижение накала страстей не всегда плохо, у этого есть и положительные стороны.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии