До сих пор было неясно, как с таким гравитационным взаимодействием, которое есть у черной дыры, плазма вырывается из ее ядра или полюсов. При помощи компьютерного моделирования команда физиков спрогнозировала, что частицы, обладающие отрицательной энергией, способны каким-то образом покидать черные дыры, выходя из них так называемыми релятивистскими струями, или джетами.
Эта гипотеза впервые объединила две противоречащие друг другу теории о возможности выхода энергии из черных дыр. Первая называется теорией Бландфорда — Знаека, она описывает магнитное поле черной дыры, благодаря которой дыра вращается, но высвобождает определенное количество энергии.
Вторая теория называется процессом Пенроуза — она основана на сохранении импульса, а не на магнетизме. Энергия, благодаря которой вращается черная дыра, согласно этой теории, находится не внутри горизонта событий, а за его пределами — в области, называемой эргосферой. Она входит в соприкосновение с горизонтом событий на его полюсах.
Для проверки этих теорий команда ученых разработала симуляцию бесстолкновительной плазмы (где столкновения частиц не играют главной роли) в присутствии сильного гравитационного поля черной дыры. Они также объясняли создание электрон-позитронных пар в электрических полях, что позволило получить данные о плотности плазмы.
Получившееся моделирование естественным образом привело к процессу Бландфорда — Знаека. Электроны и позитроны движутся в противоположных направлениях вокруг черной дыры, производя энергию в электромагнитном поле, которое вылетает из полюсов в виде струй.
Но это также привело к изменению процесса Пенроуза. Из-за релятивистских эффектов некоторые частицы, по-видимому, обладали «отрицательной энергией», когда они исчезали в черной дыре, что замедляло вращение, но лишь на незначительную долю.
Однако в симуляции отсутствуют некоторые компоненты, такие как аккреционный диск, которые могли бы очень сильно повлиять на происходящее. Теперь физики собираются построить новую модель, но уже с учетом недостающих элементов черной дыры.