Моделирование сверхмассивной черной дыры указало на разреженность плазмы в центре Млечного Пути

Считается, что в активных центрах крупных галактик находятся сверхмассивные черные дыры. Набирая массу в миллионы и миллиард масс Солнца, они во многом определяют эволюцию всех своих галактик. Имеется сверхмассивная черная дыра (СЧД) и у нашего Млечного Пути: она расположена примерно в 20 тыс. световых годах и весит около 4 млн солнечных масс. Окружающее вещество, которое она притягивает и поглощает, сильно раскаляется и начинает излучать, так что СЧД выглядит с Земли как компактный источник Стрелец A*.

СЧД остаются интересной загадкой – до сих пор астрономам плохо понятно, как устроены их «взаимоотношения» с окружающими галактиками и вообще как они могут набирать такую колоссальную массу. Некоторые СЧД и вовсе не демонстрируют яркого аккреционного диска материи, окружающего их, и Стрелец A* относится к их числу. Сам диск у нее имеется, но излучает он куда меньше, чем это предсказывает теория, он «радиационно-неэффективен».

Американский астрофизик Мэтью Кунц (Matthew Kunz) и его коллеги смоделировали поведение аккреционного диска Стрельца A*, обнаружив, что радиационная неэффективность может быть связана с низкой плотностью плазмы в аккреционном диске. В результате протоны, разогнанные гравитационным полем СЧД, сравнительно редко сталкиваются друг с другом, создавая фотоны электромагнитного излучения.

Результаты работы ученые представили в статье, опубликованной журналом Physical Review Letters. По словам Кунца и его соавторов, им удалось разработать новый «кинетический» алгоритм, моделирующий поведение отдельных частиц разреженной плазмы.