Эта симуляция раскрывает, что на самом деле происходит возле черных дыр
Создана самая детальная на сегодняшний день вычислительная модель падения вещества на черную дыру, которая впервые в полной мере учитывает как общую теорию относительности Эйнштейна, так и доминирующую роль излучения
Короткое резюме
Международная команда астрофизиков, используя суперкомпьютеры экзафлопсного уровня, впервые провела симуляцию аккреции (падения вещества) на чёрную дыру в полной общей теории относительности и в условиях, когда излучение играет главную роль. Эта беспрецедентно точная модель, опубликованная в «Астрофизическом журнале», позволила воспроизвести формирование турбулентных, светящихся дисков, мощных ветров и джетов, наблюдаемых астрономами в реальных чёрных дырах звёздной массы.
Предыдущие модели были вынуждены использовать упрощающие приближения, например, рассматривая излучение как жидкость, что искажало реальную картину. Новый вычислительный фреймворк, основанный на алгоритмах, разработанных специально для этой задачи, решает полные уравнения без упрощений. Это позволило смоделировать, как вещество спирально падает на чёрную дыру, как выделяемая энергия преобразуется в излучение и как это излучение, в свою очередь, взаимодействует с веществом в искривлённом пространстве-времени.
Спектры излучения, полученные в симуляциях, поразительно точно совпали с наблюдаемыми данными от реальных систем, таких как ультраяркие рентгеновские источники и рентгеновские двойные. Это подтверждает, что модель верно улавливает ключевые физические процессы. В будущем команда планирует распространить метод на изучение сверхмассивных чёрных дыр и других экстремальных сред, что углубит понимание их роли в эволюции галактик и Вселенной в целом.
Прорыв в точности моделирования
Впервые создана симуляция аккреции на чёрную дыру, которая одновременно и в полной мере учитывает общую теорию относительности и физику излучения, без упрощающих допущений
Совпадение с реальными наблюдениями
Спектры излучения, рассчитанные в модели, точно соответствуют спектрам, наблюдаемым астрономами у реальных чёрных дыр звёздной массы, что подтверждает её достоверность
Воспроизведение ключевых феноменов
Модель естественным образом воссоздала формирование турбулентных аккреционных дисков, мощных исходящих ветров и релятивистских джетов — характерных черт поведения чёрных дыр
Технологическая основа
Достижение стало возможным благодаря сочетанию новых математических алгоритмов, специального программного обеспечения (AthenaK) и колоссальной вычислительной мощности суперкомпьютеров Frontier и Aurora экзафлопсного класса
Текст сгенерирован с использованием ИИ
