Традиционная ударная волна подразумевает её быстрое движение в пространстве от источника. Однако законы привычной физики перестают действовать вблизи черных дыр.
Команда ученых под руководством профессора Мао Цзижуна из Юньнаньской обсерватории Китайской академии наук опубликовала в журнале The Astrophysical Journal исследование, подтверждающее наличие «стоячей» ударной волны в режимах аккреции черных дыр с низким угловым моментом.
С помощью моделирования общей релятивистской магнитогидродинамики, исследователи продемонстрировали потенциальную возможность существования стационарной ударной волны в аккреционных потоках вокруг черных дыр.
Аккреция вещества наблюдается вокруг компактных сверхплотных объектов из-за их мощных гравитационных полей. Физика аккреции является передовым направлением астрофизических исследований высоких энергий и важным элементом в понимании формирования и развития галактик.
С момента, когда в 2019 году Телескоп горизонта событий (Event Horizon Telescope) запечатлел первое изображение тени черной дыры, исследование аккреции вблизи горизонта событий черных дыр стало основным приоритетом в этой сфере.
Хотя ранее высказывались предположения о том, что в аккреционных потоках вблизи черных дыр в центрах галактик могут образовываться ударные волны (при этом «стоячие ударные волны» определяются их фиксированным местоположением относительно наблюдателя), научный консенсус относительно их существования до сих пор не был достигнут.
Чтобы устранить этот пробел, группа провела как двумерное, так и трехмерное магнитногидродинамическое моделирование в рамках общей теории относительности. Они обнаружили, что в режимах аккреции с низкой угловой скоростью вещества ударная волна постоянно формируется вблизи центра черной дыры и сохраняет стабильное положение на протяжении всего аккреционного процесса. Другими словами, скорость ударной волны уравновешивается встречной скоростью вещества, создавая иллюзию, что волна стоит на месте.
Стоячие ударные волны возникают в аккреционных дисках «стандартной и нормальной эволюции» (SANE), но отсутствуют в системах «магнитно-задержанных дисков» (MAD).
