Визуализацията на суперкомпютърния модел показва как позитроните се държат близо до хоризонта на събитията на въртяща се черна дупка.
Гравитационното привличане на черна дупка е толкова голямо, че дори светлината не може да избяга, ако се приближи към критично близко разстояние. Но имате шанс да избягате. Вярно е, че трябва да бъдете субатомна частица.
Тъй като черните дупки поглъщат материята в околната среда, те също изхвърлят мощни струи от гореща плазма с електрони и позитрони. Преди частиците да достигнат хоризонта на събитието (точка без връщане), те започват да се ускоряват. Когато се движат със скорост, близка до скоростта на светлината, тези частици се рикошират извън хоризонта на събитията и се избутват по оста на въртене на черната дупка.
Явлението се нарича релативистични струи. Това са гигантски и силни потоци от частици, излъчващи светлина. Учените са гледали такива струи десетки години, но никой не разбира как точно беглецът получава необходимата енергия.
За да намерят отговора, изследователите разработиха нов набор от симулации за суперкомпютър, който съчетаваше десетгодишните теории, за да предостави нови прозрения в механизмите на плазмените струи, които позволяват кражба на енергия от мощните гравитационни полета на черните дупки.
Симулацията за първи път обединява теорията, която обяснява как електрически токове около черна дупка извиват магнитни полета в струя, с теория, където се разкрива как частици, пресичащи хоризонта на събитието, могат да намалят общата енергия на въртене на черната дупка. Моделът трябваше да вземе под внимание не само ускорението на частиците и светлината, излъчвана от релативистичните струи, но също и начина, по който се създават позитроните и електроните (сблъсък на високоенергийни фотони, като гама лъчи). Това е форма на двойка, която може да преобразува светлината в материя. Резултатите от новото моделиране не радикално се отклоняват от предишните констатации, но дават някои интересни нюанси. Например, възможно е да се намери голям агрегат от частици, чиито релативистични енергии са отрицателни, измерени от наблюдатели далеч от черна дупка. Когато попаднат в черна дупка, общата му енергия се намалява.
В допълнение, учените са изправени пред изненада. Оказа се, че толкова много частици с отрицателна енергия влизат в черната дупка, че енергията, извлечена от падането, е сравнима с тази на околното магнитно поле. Ако наблюденията потвърдят това, тогава влиянието на частиците с отрицателна енергия е толкова силно, че може да промени очакванията за емисионните спектри на струи от черна дупка.
Екипът планира да подобри моделите чрез сравняване на данните с реални наблюдения на обсерватории, като телескопа Event Horizon (целта му е да направи първите снимки на черна дупка).
