Поиск - новости науки и техники

И там – турбулентность! Явление, тревожащее авиаторов, черным дырам только на пользу

– Помнится, в конференц-зале нашего института, еще будучи студентом, я слушал лекцию академика Зельдовича о черных дырах, – рассказывает заведующий Отделом релятивистской астрофизики, ведущий научный сотрудник Государственного астрономического института им. П.К.Штернберга, доктор физико-математических наук Николай Шакура. – После лекции Яков Борисович предложил остаться тем, кого это заинтересовало. Многие, в том числе и я, остались. Эта встреча определила тему моей дипломной работы, в которой предстояло решить такую задачу: на нейтронную звезду падает вещество, требуется найти спектр ее энерговыделения, то есть рассчитать, какой процент электромагнитного излучения будет в каждом диапазоне волн. С тех пор прошло более 40 лет. Были открыты пульсары и компактные источники мощного рентгеновского излучения. Стало ясно, что вокруг многих черных дыр и нейтронных звезд существуют так называемые аккреционные диски – сильно уплощенные облака пыли и газа, чем-то напоминающие кольца Сатурна. Но проблема выделения колоссальной энергии черными дырами и нейтронными звездами так до сих пор полностью не решена.
– В чем же трудность?
– Главное здесь – момент импульса, или, проще говоря, вращение. Пока вещество аккреционного диска вращается на достаточном удалении от черной дыры или нейтронной звезды, оно не может упасть на центр, не потеряв свой момент импульса. А ведь падение вещества на нейтронную звезду или в черную дыру есть единственный источник энергии для их мощнейшего излучения. Получается, что должен существовать некий механизм перераспределения момента импульса между соседними слоями аккреционного диска. Для эффективной аккреции внутренние слои должны отдавать свой момент внешним.
Первоначально мы пытались решить эту проблему, рассматривая ламинарное приближение, то есть предполагая, что в аккреционном диске отсутствуют вихревые трубки и другие разновидности турбулентного движения. Но оказалось, что в этом случае задача не решается. Облако слишком медленно теряет свое вращение. Теперь мы уверены: ключевую роль здесь играет именно турбулентность. Благодаря сильному турбулентному перемешиванию момент импульса передается от внутренних слоев диска к внешним. Облако как бы растягивается, и самая внутренняя его часть постепенно падает на центр.
Сейчас наша основная задача состоит в том, чтобы построить комплексную математическую модель этого процесса и затем применить ее для расчета наблюдательных проявлений аккреционных дисков вокруг реальных черных дыр и нейтронных звезд, за которыми уже длительное время ведутся астрономические наблюдения. Есть ряд и других задач, но главным образом именно на исследование аккреционных дисков и выделен грант Федеральной целевой программы “Научные и научно-педагогические кадры инновационной России”.
– Чем он отличается от других?
– Основная особенность в том, что не менее 50 процентов должно быть потрачено на зарплату молодежи, ученых в возрасте до 35 лет. В нашем случае это пять студентов, три аспиранта и пять молодых кандидатов наук. Наверное, не секрет, что многие выпускники вузов работают не по специальности просто потому, что зарплата начинающего ученого или инженера часто слишком мала, чтобы снять квартиру и прокормить семью. Грант дает возможность молодым выпускникам и новоиспеченным кандидатам применить полученные знания для решения серьезных задач, почувствовать “вкус” научной работы и сделать первые шаги в своей карьере ученого. В наше время это очень важно.

Фото с сайта http://hea.iki.rssi.ru

Спецвыпуск подготовили
Светлана БЕЛЯЕВА, Василий ЯНЧИЛИН

Нет комментариев