Астрофизики Хельсинкского университета впервые объяснили загадку происхождения рентгеновского излучения, исходящего из окрестностей черных дыр. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Ученые установили, что рентгеновское излучение возникает в результате турбулентности плазмы вокруг черной дыры, вызванной хаотическими движениями магнитных полей. Подобные процессы ранее наблюдались на Солнце, где солнечные вспышки генерируют аналогичное излучение.
Исследователи прибегли к моделированию, учитывая квантовые взаимодействия между излучением и плазмой. Это позволило воспроизвести сложные условия вблизи черных дыр, где турбулентность и магнитные поля приводят к экстремальным физическим явлениям.
Моделирование показало, что в этих условиях плазма может находиться в двух разных состояниях: холодной и прозрачной или горячей и непрозрачной. Такое поведение плазмы обусловлено влиянием внешнего поля излучения, что соответствует различиям в наблюдениях аккреционных дисков, которые испускают излучение в мягком и жестком состоянии.
Таким образом, квантовые эффекты, такие как превращение рентгеновских лучей в электроны и позитроны, которые затем аннигилируют, становятся важными для динамики плазмы около черной дыры и рентгеновского излучения.
