Возле черных дыр нашли мощные магнитные поля

Ученым из Технического университета Чалмерса удалось измерить силу магнитного поля в непосредственной близости (несколько световых дней) от сверхмассивной черной дыры. Новые данные могут объяснить образование джетов  — выбросов вещества вдоль оси вращения черных дыр. Работа опубликована в Science.

Для измерения силы (индукции) магнитного поля авторы пользовались

: когда поляризованный свет взаимодействует с магнитным полем, его плоскость поляризации начинает вращаться. Скорость этого вращения пропорциональна величине магнитного поля.

Ученые анализировали данные с телескопов проекта ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Они измеряли поляризацию света от источника PKS 1830−211, расположенного в 11 миллиардах световых лет от нас.

Описанный тип исследований имеет естественное ограничение: если нужно измерить поле в непосредственной близи от горизонта событий, необходим коротковолновый свет. Дело в том, что излучение с длиной волны больше миллиметра рассеивается в самом джете, поэтому не доходит до нас. Чем короче длина волны, на которой производится наблюдение, тем более близкий регион можно исследовать.

В новой работе измерения проводили для света с длиной волны 0,3 миллиметра, на данный момент это рекордно малая длина, для которой можно провести поляриметрическое исследование. Авторам удалось построить зависимость скорости вращения плоскости поляризации от длины волны, откуда они расчитали индукцию магнитного поля. Она составила порядка 10 Гаусс (1 миллиТесла).

На первый взгляд такое значение может показаться очень небольшим: оно соответствует довольно слабому электромагниту. С другой стороны, магнитное поле около Земли всего 0.3-0.5 Гаусс, а в галактическом пространстве — микроГаусс. Так что значение 10 Гаусс на расстоянии нескольких световых дней от горизонта событий — это огромные, по астрофизическим меркам, поля.

Измерения магнитных полей вблизи черных дыр очень важны для описания плазменных джетов. Самая популярная модель, которая объясняет их происхождение, основывается на сочетании магнитных и гидродинамических явлений.