Речь пойдет о том, что как-то ускользнул от нашего внимания тот факт, что черные дыры имеют внешнее электрическое и магнитное поле. "И что в этом странного"? — спросите вы. А то! Почему свет пролетающий близко к черной дыре поглощается ею и больше не может выскользнуть из черной дыры, а магнитное и электрическое поле, нормально так себе существуют вокруг черной дыры и не падают под её "горизонт"?!

Черные дыры имеют магнитное поле!

Под катом не только небольшой материал по этой теме, но и практическое задание для заинтересованных радиолюбителей.

----------------------<cut>----------------------

Ученые впервые измерили магнитное поле черной дыры в центре Галактики

Астрономы впервые смогли изучить то, что происходит в окрестностях горизонта событий сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути, и обнаружить, что в ее окрестностях и в диске материи, которая ее окружает, присутствуют сильные и очень изменчивые магнитные поля.
«Существование этих магнитных полей предсказывалось теориями, но до этого никому не удавалось их увидеть. Эти наблюдения позволили нам поставить на твердую экспериментальную основу десятилетия теоретизирования и расчетов», — заявил Шеп Долеман (Shep Doeleman) из Массачусетского технологического института (США).
Долеман и его коллеги смогли совершить это открытие благодаря уникальному телескопу-интерферометру Event Horizons Telescope, в рамках которого были объединены мощности самых чувствительных радио-обсерваторий мира в Калифорнии, Аризоне, на Гавайских островах и даже на южном полюсе Земли.
Главная цель этого проекта, как можно понять из его названия, заключалась в том, чтобы «подобраться» к горизонту событий черной дыры SgrA*( Sagittarius A* — Стрелец А*), расположенной в центре Млечного Пути, и всесторонне изучить ее свойства. Объединение мощностей телескопов позволило ученым достичь разрешения, превышающего чувствительность «Хаббла «в тысячу раз.
Изучив поляризацию излучения, исходящего от «сердца» Sgr A*, авторы статьи заметили, что некоторые испускаемые ею радиоволны были «закручены», что указывало на то, что у горизонта событий черной дыры и в диске ее аккреции присутствовали сильные магнитные поля.
Их структура была крайне необычной — сила магнитного поля в отдельных регионах диска менялась каждые 15 минут, а его конфигурация была очень разной в разных уголках окрестностей Sgr A*. К примеру, магнитное поле в дальней части диска было достаточно неупорядоченным, что астрофизики сравнивают с тем, как выглядят спутавшиеся спагетти.
В противоположность этому, регионы, расположенные у «ножки» джета — потока частиц высокой энергии и электромагнитных волн, «выплевываемых» черной дырой, — были наоборот, очень упорядоченными. Как считает Долеман, дальнейшее изучение различий в магнитной структуре этих участков диска аккреции и окрестностей горизонта событий позволит понять, как рождаются джеты и почему некоторые черные дыры, в том числе и Sgr A*, обладают крайне слабыми «плевками».
---

Черные дыры имеют магнитное поле!

Сила магнитного поля черной дыры может "поспорить" с ее гравитацией

Результаты нового исследования черных дыр, которые находятся в центрах галактик, говорят об обнаружении магнитных полей, которые играют важную роль в динамике системы. На самом деле, в десятках изученных черных дыр, сила магнитного поля соответствовала силе мощного притяжения черной дыры. Об этом говорит команда ученых из Национальной Лаборатории U.S. Department of Energy"s Lawrence Berkeley National Laboratory и Института Радиоастрономии Макса Планка в Бонне, которая опубликовала свою работу в издании Nature.
Один из участников исследования, Александр Чеховской, разработал компьютерные модели для черных дыр, которые включали и магнитные поля. Согласно его моделям, черная дыра может выдержать магнитное поле, сила которого не больше её гравитации. Тем не менее, прежние наблюдения не давали никаких доказательств этого предположения. При сохранении баланса этих двух сил, газовое облако, «пойманное» верхней частью магнитного поля, не испытывало бы силы тяжести и левитировало на месте.
Сила магнитного поля был подтверждена благодаря джетам газа, которые «выстреливают» на значительное расстояние от сверхмассивных черных дыр. Сформированные магнитными полями, эти потоки газа испускают радиолучи. Ученые поняли, что радиоизлучение джетов черных дыр можно использовать для измерения силы магнитного поля непосредственно вблизи черной дыры.
Проанализировав данные о радиоизлучении «радиогромких» галактик, полученные с помощью сети телескопов Very Long Baseline Array, исследователи смогли создать карты радиоизлучения в различных длинах волн. Изменения реактивных особенностей при сравнении различных карт позволили им вычислить силу магнитного поля вблизи черной дыры.
Эти результаты помогли ученым обнаружить, что магнитные поля могут быть столь же сильными, как и гравитация черной дыры. Кроме того, они выяснили, что, зная точную массу черной дыры и яркость излучения джета, которую тот производит в оптическом диапазоне, можно вычислить магнитное поле не только этого пучка материи, но и всей черной дыры. После анализа 76 сверхмассивных черных дыр ученые пришли к единому мнению, что магнитные поля у края горизонта событий черной дыры оказались сопоставимы по своей силе с гравитацией черных дыр. Это подтвердило их предположения о том, что магнитное поле сверхмассивных черных дыр способно «разгонять» джеты.
Чеховской считает, что новые результаты означают, что теоретикам придется пересмотреть свое мнение о «поведении» черных дыр.
---

Черные дыры имеют магнитное поле!

"Хаббл" снял фильм о 13 годах из жизни черной дыры

Ученые проанализировали 400 снимков черной дыры в центре галактики М87, сделанных "Хабблом" с 1995 по 2008 год. Они впервые увидели, что газ движется по спирали, образуя конус, расширяющийся от черной дыры.
Астрономы составили из снимков, сделанных телескопом "Хаббл" за 13 лет наблюдений, видеоролик, который показывает, как черная дыра в центре галактики М87 выбрасывает струю раскаленного газа длиной 5 тысяч световых лет, их результаты опубликованы в Astrophysical Journal Letters.
Сверхмассивные черные дыры существуют в центре практически любой галактики. В отличие от черных дыр, возникающих при коллапсе звезд, их масса в несколько миллионов раз больше солнечной. Они периодически поглощают звезды, другие небесные тела и газ, и выбрасывают часть захваченной материи в виде джетов — пучков разогретой плазмы, движущихся с околосветовой скоростью.
"Мы проанализировали данные, собранные "Хабблом" за несколько лет наблюдений за спиральной струей плазмы, которую выбрасывает относительно близкая к нам черная дыра, что позволило увидеть множество деталей. Единственная причина, по которой нам удалось увидеть газ в движении — он движется очень быстро", — пояснила один из авторов статьи Эйлин Мейер (Eileen Meyer) из университета Джона Хопкинса в Балтиморе (США).
О движении газа по спирали свидетельствует сгусток газа в форме зигзага во внешней части струи и расположение еще нескольких других газовых сгустков. Почему газ сбивается в "комки", ученые пока не могут объяснить.


---
Сильные магнитные поля вокруг черной дыры

С помощью Хаббла ученым ученые удалось провести спектроскопические наблюдения квазара PG 0043+039 в ультрафиолетовой световой области. Они показали ранее неизвестные интенсивные спектральные линии, которые исследователи объясняют линиям циклотрона.
"Линии циклотрона создаются электронами, которые движутся по винтовым орбитам вокруг магнитных силовых линий очень сильных магнитных полей. Благодаря нашим наблюдениям, мы впервые смогли доказать, что в непосредственной близости от центральной черной дыры, в квазаре PG 0043+039, существуют силы магнитного поля в 200 млн. Гс."(20 тыс. Тесла)
Чтобы лучше понять физику этого квазара, ученые использовали, наряду с космическим телескопом Хаббл и оптическими телескопами в Техасе и Южной Африке, также самый большой рентгеновский спутник XMM-Newton, принадлежащий Европейскому космическому агентству ESA, который они на направляли квазар при чрезвычайно большом времени экспозиции — 10 часов.
В результате они смогли впервые продемонстрировать этот космический объект в рентгеновском световом диапазоне и тем самым подтвердить, что PG0043 + 039 принадлежит к общему классу квазаров.

Сверхмассивные черные дыры находятся в центрах почти всех галактик. В активных галактиках — например таких, как квазары — материя при попадании в центр сильно ускоряется и нагревается, что создает в непосредственной близости от черной дыры такую экстремальную светимость, какой нет нигде во Вселенной. Это излучение обычно подтверждается во всех частотных диапазонах: от радиоизлучения — до рентгеновской световой области.

Черные дыры имеют магнитное поле!

---
А теперь логические рассуждения. (Мои, разумеется)

Первое. Магнитное поле имеет эквивалентную массу, как и фотон, и, как и фотон, по идее должно "упасть за горизонт" черной дыры. Но в тексте источников говориться, что по силе, магнитное поле сопоставимо с гравитационным. Поэтому "не падает". Это логично. Правда, за рамками остался вопрос — "чьё это магнитное поле"? То ли это поле остатков вещества, которое стало черной дырой и магнитное поле которого, при сжатии, возросло настолько, что смогло раздвинуть "горизонт событий" и выдавиться наружу. То ли это остатки магнитного поле диска аккреции вещества, падающего внешне, которое при падении в черную дыру и сжатии, возросло настолько, что остановило это падение, то есть, находиться в динамическом равновесии с силой гравитации. А может это оба этих варианта.

А вот "второе" более интересно в практическом применении. Помните — "сила магнитного поля в отдельных регионах диска менялась каждые 15 минут...". То есть, магнитное поле изменяется каждые 15 минут ...? Так это же генератор электромагнитных волн! Ну, вы правильно догадались! Электромагнитное колебание с периодом в 15 минут .. 900 секунд, это длина волны ... 270 миллионов километров!
Вот я и подумал — мы же никогда не строили передатчики на такие длину волн. И эфир не слушали на таких частотах. ...
Нет никаких препятствий, кроме чисто схемотехнических, чтобы построить приемник на такой диапазон частот. Поэтому, подаю радиолюбителям такую идею — строим приемники (даже прямого усиления) на диапазон длинн волн от ... трехсот тысячи до миллиарда километров. Это период колебаний от 1 секунды до часа. Грубо анализировать лучше на слух, потому как слуховой аппарат человека имеет более развитый механизм выявления корреляции, чем зрительный. Конечно, просто взять и напрямую проанализировать сигнал с частотой даже 1 герц не получиться. тем более, с периодом в один час! Придется записать сигнал на магнитофон (цифровой), а потом ускорить его в тысячу — миллион раз.
А точно проанализировать можно какой математической программой, умеющей делать спектральный анализ и вычислять корреляцию сигнала. Желающие и умеющие могут прикинуть амплитуду входного сигнала, в зависимости от мощности источника (переменные поля в 20 тысяч Тесла дадут дастаточно мощное электромагнитное поле).
В качестве антенны можно применить катушку с железным сердечником.
(Лом подойдет? Вряд ли "потери" на таких частотах будут в нем заметны :))
По моим наблюдения (в бытность экспериментов с фильтрами), время реакции фильтра (коим является входной контур приемника), равно примерно четверти периода. То есть, на длине волны 300 000 км (период 1 секунда), можно уже через четверть секунды уловить сигнал (если он есть). А вот на длине волны миллиард километров, придется ждать 15 — 30 минут, пока утихнут переходные процессы после включения приемника или перестройки входного контура. То есть, можно даже организовать "плавную перестройку частоты приемника" со скоростью от "секунды на деление" до "нескольких десятков минут на деление" в конце диапазона. Все цифры тут условны.
Надо учесть, что входные паразитные шумы растут пропорционально корню квадратному от длины волны. (Жалко, нет у меня сейчас базы для эксперимента, можно было бы попробовать самому).

И ещё, передатчик на такие частоты позволит передавать как из любого конца земного шара, так и с любой глубины мирового океана. Да, медленно. Если передавать модный видеоролик, то можно умереть от старости и так и не дождаться конца закачки. Но если передавать цифры, координаты цели или пароль на запуск ядерных ракет, то это время займет несколько минут. Мы куда-то спешим с ударом возмездия? Думаю, 3 и даже 30 минут не спасут вероятного агрессора. И не надо всплывать для связи с центром!

Голосовалка "для учета", выбрать можно несколько пунктов.