Астрофизики «спасли» теорему об отсутствии волос у черной дыры
У черной дыры нет волос. По крайней мере, не должно быть. Тем не менее, при наличии сильного магнитного поля вокруг объекта это правило может нарушаться. Теперь астрофизики показали, что волосы в таком случае исчезают очень быстро
Черные дыры не похожи на то, что они поглощают. Общая теория относительности Эйнштейна предсказывает, что независимо от того, что потребляет черная дыра, ее наблюдаемые свойства зависят только от ее массы, скорости вращения и электрического заряда. Все остальные данные оказываются недоступны для стороннего наблюдателя. Это предположение называется теоремой об отсутствии волос. В данном случае волосы — это метафора, обозначающая информацию о поглощенном веществе, которая просачивается за пределы черной дыры.
Несмотря на то, что все наблюдения доказывают эту теорему, астрофизики в последнее время стали беспокоиться за выполнение этого закона для черных дыр с сильным магнитным полем. Эти объекты могут получить его либо при рождении, либо при поглощении материала с сильными магнитными свойствами. Такое поле должно быстро исчезнуть, чтобы гипотеза об отсутствии волос оставалась верной. Но настоящие черные дыры не существуют изолированно. Они могут быть окружены плазмой, которая может поддерживать магнитное поле объекта, потенциально опровергая гипотезу.
В новой работе астрофизики создали модель черной дыры с сильным устойчивым магнитным полем, чтобы проверить, выполняется ли для нее теорема об отсутствии волос. Моделирование показало, что линии магнитного поля вокруг объекта быстро разрываются и снова соединяются, создавая заполненные плазмой карманы, которые вырываются в космическое пространство или падают прямо в черную дыру. Этот процесс быстро истощает магнитное поле и может объяснить вспышки, наблюдаемые вблизи сверхмассивных черных дыр.
Критически важно, что процесс происходит быстро. Исследователи обнаружили, что черная дыра теряет плазму из диска, которая обуславливает магнитное поле, со скоростью примерно в 10% световой. Исследователи предполагают, что механизм, приводящий в действие наблюдаемые вспышки от сверхмассивной черной дыры в центре галактики Мессье 87, может быть объяснен процессом «облысения», наблюдаемым при моделировании. Полученные данные убедительно описывают процесс потери волос, но для их подтверждения необходимы дополнительные оценки.
Статья об открытии опубликована в журнале Physical Review Letters.
