Физики-теоретики из Университета Гете вместе с учеными из Европы, США и Китая впервые очень детально смоделировали область окрестностей черной дыры M87, откуда исходит релятивистская струя плазмы. Это позволяет объяснить источник энергии струи, которая движется со скоростью света и пронизывает пространство на шесть тысяч световых лет. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.
Исследователи провели сложнейшее трехмерное моделирование на суперкомпьютере, учитывая решения уравнения общей теории относительности Альберта Эйнштейна, уравнения электромагнетизма Джеймса Максвелла и уравнения динамики жидкости Леонарда Эйлера. Ученые смогли отследить сложное движение фотонов в искривленном пространстве-времени внутренней области струи и преобразовать это в радиоизображение, сходное с тем, что было получено при наблюдениях за M87.
По словам ученых, полученная теоретическая модель электромагнитного излучения и морфологии струи M87 хорошо согласуется с наблюдениями в радио, оптическом и инфракрасном спектрах. Сверхмассивная черная дыра, вероятно, быстро вращается, а плазма в струе сильно намагничена и разгоняет частицы до околосветовых скоростей.
M87 расположена на расстоянии 55 миллионов световых лет от Земли в созвездии Девы. Черная дыра массой шесть с половиной миллиардов солнечных масс находится в центре этой галактики. Это первая черная дыра, изображение которой было получено в 2019 году международной исследовательской коллаборацией Event Horizon Telescope.