Химера: новый тип аккреционного диска черных дыр с мощным джетом без вспышек

Международная группа астрофизиков представила результаты трехмерных релятивистских магнитно-гидродинамических симуляций, в которых был обнаружен принципиально новый тип аккреционного диска вокруг черных дыр. Ранее такие диски делились на два класса: SANE (со слабым магнитным полем) и MAD (с сильным полем, генерирующие мощные вспышки). Новый тип назван Chimera.

Исследователи моделировали три сценария: SANE-поток, стандартный MAD и Chimera, который получает массу, угловой момент и магнитный поток из другого резервуара. Оказалось, что Chimera достигает такого же уровня магнитного потока на горизонте событий, как MAD, и запускает мощный электромагнитный джет. Однако, в отличие от MAD, этот джет стабилен и не сопровождается характерными эруптивными выбросами.

Анализ симуляций показал, что Chimera отличается от MAD по ряду ключевых параметров: пространственное распределение плотности, геометрия воронки, каналы переноса массы, радиальный баланс сил и транспорт момента импульса. В SANE-диске основную радиальную поддержку обеспечивает газовое давление, тогда как в MAD и Chimere значительную роль играют магнитное давление и натяжение.

Авторы работы подчеркивают, что MAD-подобное поведение не определяется каким-то одним диагностическим признаком, а возникает из динамической связи между магнитным потоком на горизонте, мощностью джета, степенью магнитной поддержки, транспортом Максвелла и морфологией диска. Chimera демонстрирует, что эти характеристики могут разделяться в зависимости от истории аккреции и начального магнитного потока.

Открытие Chimera расширяет представления о разнообразии аккреционных режимов. Оно может помочь объяснить наблюдения джетов, которые не сопровождаются сильными рентгеновскими или радиовспышками, и уточнить интерпретацию данных телескопов, включая Event Horizon Telescope. Исследование опубликовано в архиве препринтов arXiv.