Ученые Института Флэтайрон в Нью-Йорке совершили открытие, связанное с происхождением магнитных полей черных дыр. Согласно их исследованию, опубликованному в журнале The Astrophysical Journal Letters, источником магнитных полей черных дыр являются коллапсирующие родительские звезды, которые оставляют после себя остаточные ядра — протонейтронные звезды.
Черные дыры, образующиеся после взрыва звезд в виде сверхновых, наследуют свои магнитные поля от этих протонейтронных звезд. При коллапсе протонейтронной звезды ее окружающий аккреционный диск сохраняет магнитные линии и передает их формирующейся черной дыре. Эти магнитные поля играют важную роль в создании мощных джетов заряженных частиц и гамма-всплесков — наиболее ярких взрывов во Вселенной.
Исследователи провели численные расчеты, чтобы выяснить механизм передачи магнитного поля. Их задача состояла в моделировании эволюции звезды от ее рождения до коллапса и формирования черной дыры. Первоначально ученые столкнулись с трудностями в понимании поведения магнитных полей во время этого процесса. Однако они смогли найти ответ, сосредоточившись на аккреционном диске протонейтронной звезды.
Полученные данные показали, что аккреционный диск протонейтронной звезды является ключевым фактором в сохранении магнитных полей. Если диск образуется достаточно быстро, магнитное поле не успевает исчезнуть и передается новообразованной черной дыре. Расчеты подтвердили, что в большинстве случаев временные рамки для формирования диска меньше, чем время, необходимое для утраты магнитного поля.
Ученые пришли к выводу, что ранее проводимые исследования, моделировавшие коллапс изолированных нейтронных звезд, не учитывали важности аккреционного диска. Они также отметили, что сжатие магнитных линий во время коллапса усиливает магнетизм, но аккреционный диск предотвращает потерю вращения звезды, что позволяет черной дыре сохранить и унаследовать магнетизм.
Исследование открывает новые возможности для изучения формирования джетов и их связи с аккреционными дисками. Теперь, когда ученым стало ясно, что магнетизм связан с диском, они планируют исследовать, как разные звездные системы могут поддерживать формирование мощных струй.
