Ветер из чёрной дыры без магнита экспресс
Вода в воронке уходит вниз не вся: часть её выплёскивается вверх узкими брызгами. Похоже ведёт себя газ возле чёрной дыры. Он падает, раскаляется, сталкивается сам с собой — и часть его выбрасывается обратно в космос двумя узкими струями, которые летят в противоположные стороны.
Обычно такие струи объясняют магнитным полем, которое закручивает газ и выстреливает его вдоль оси вращения. Но авторы работы убрали магнитное поле совсем и всё равно получили устойчивые потоки. В их компьютерной модели газ, падая на невращающуюся сверхмассивную чёрную дыру, образует толстый горячий диск. Внутри диска возникает ударная волна — как пробка в трубе, которая заставляет часть газа резко менять направление и уходить вверх и вниз.
Потоки стартуют у самого горизонта чёрной дыры и дотягиваются до края расчётной области — это 2651 радиус Шварцшильда (расстояние, на котором скорость убегания равна скорости света; для чёрной дыры в миллион масс Солнца это около 8 миллионов километров). Газ разгоняется до 14% скорости света — быстрее, чем любое вещество, созданное человеком.
Авторы также рассчитали, как эти потоки светятся в рентгеновском диапазоне. Излучение рождается от тормозного излучения горячего газа, усиленного рассеянием на электронах. Такие спектры можно будет сравнить с наблюдениями реальных активных ядер галактик.
Вода в воронке выплеснулась — и теперь понятно, что даже без магнита чёрная дыра способна посылать сигналы далеко в космос.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2603.01180
We study outflow from an unmagnetized, shocked accretion disk around a non-rotating super-massive black hole using multidimensional hydrodynamics simulation with radiative cooling. We aim to investigate whether such shocked accretion flow can launch sustained collimated bipolar outflow reaching out to thousands of gravitational radii even in the absence of magnetic field and if yes, what terminal velocity can they achieve? We present the results of a few simulations of geometrically thick accretion flow with increasing specific angular momentum on a vertically elongated cylindrical domain. We show thatbipolar outflow from a region very close to the black hole is originating and propagating vertically out to our simulation domain boundary at around $$2651$$ Schwarzschild radius. The outflow attains a terminal velocity with a maximum value found to be $$0.14c$$ and the outflow rate depends on the angular momentum value of the accreting material. We also compute the self-Comptonized bremsstrahlung spectra for all the disk-jet runs.
Скорость выброшенного газа — 14% скорости света. Это 42 000 километров в секунду: от Земли до Луны такой поток долетел бы за 9 секунд.
В фильме «Интерстеллар» чёрная дыра Гаргантюа показана с ярким аккреционным диском, но без джетов. А ведь именно такие струи могли бы стать ориентиром для корабля, пролетающего рядом.