Из центра галактики, где прячется чёрная дыра, в обе стороны бьют узкие струи раскалённого газа — джеты. Они светятся на огромных расстояниях, иногда длиннее самой галактики. Как именно чёрная дыра запускает эти струи, до конца не ясно, но есть элегантная идея: вращение чёрной дыры закручивает магнитные поля, и они, как пружина, выбрасывают вещество наружу. Это называют механизмом Блэнфорда–Знайека.
Авторы новой работы построили упрощённую математическую модель такой струи. Они рассмотрели чёрную дыру, которая вращается медленно, и тонкий диск из плазмы вокруг неё. Оказалось, что струя имеет форму параболы — как струя воды из шланга, которая расширяется, но не слишком быстро. Главный сюрприз: параметры струи почти не зависят от того, как именно устроен диск. Меняли расположение токов в диске — струя оставалась почти той же. Это намёк на универсальность: возможно, все медленно вращающиеся чёрные дыры запускают джеты одинаково, независимо от деталей их окружения.
Эта модель — шаг к пониманию того, как чёрные дыры отдают энергию обратно в космос. Ведь джеты разносят вещество и магнитные поля по галактикам, влияя на рождение новых звёзд. Если механизм действительно универсален, мы сможем предсказывать поведение далёких активных галактик, не вдаваясь в детали их внутреннего устройства.
как её написали авторы, на английском arXiv:2602.21865
We present a new analytic model of a force-free electromagnetic jet launched from a disk-fed rotating black hole. The jet solution is force-free to first order in the black hole spin and is obtained through a systematic construction based on previously developed analytical methods. The black hole jet modeled here exhibits an asymptotically parabolic structure and is parametrized by the location of the current concentration and sign reversal on the thin magnetized disk in the equatorial plane. We find that the jet properties show negligible dependence on the disk parameter, suggesting a possible universality of slowly rotating black hole jets with respect to disk structure. Our jet model reproduces the key features expected from the Blandford-Znajek mechanism.
Скорость частиц в джетах может достигать 99,9% скорости света — за одну секунду такая частица пролетает почти 300 000 километров.
В фильме «Интерстеллар» чёрная дыра Гаргантюа показана с аккреционным диском, но джеты там не видны — а ведь именно они могли бы быть самым ярким зрелищем.