Международная группа астрономов установила, что черные дыры всех размеров – от объектов звездной массы до сверхмассивных – подчиняются единому принципу при формировании мощных выбросов плазмы, или джетов. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.
Ученые сосредоточились на событиях приливного разрушения, когда звезда, проходя слишком близко к сверхмассивной черной дыре, разрывается ее гравитацией. Это позволяет в сжатые сроки – за несколько лет – наблюдать за процессами, которые в обычных условиях растягиваются на тысячелетия и миллионы лет.
Исследователи проанализировали данные по десяти таким событиям, полученные с телескопов в США, Австралии, Индии, ЮАР, а также с космических обсерваторий. Анализ охватывал наблюдения в оптическом, ультрафиолетовом, рентгеновском и радиодиапазонах.
Выяснилось, что джеты могут формироваться в два этапа. Первый происходит сразу после разрушения звезды, когда черная дыра поглощает вещество с очень высокой скоростью. Второй этап наступает значительно позже – через сотни или тысячи дней, – когда темп поглощения падает до 2% от так называемого предела Эддингтона. Это критическая точка, при которой сила гравитации уравновешивается давлением излучения.
Ранее порог в 2% от предела Эддингтона уже был известен как триггер для запуска джетов у черных дыр звездной массы в нашей галактике. Подтверждение того же механизма у сверхмассивных объектов, которые тяжелее в миллионы раз, указывает на универсальность этого физического процесса.
Открытие имеет и практическое значение. Возможность предсказать, когда черная дыра выпустит отложенный джет, поможет астрономам эффективнее планировать время наблюдений на крупных инструментах, включая будущий радиотелескоп Square Kilometre Array, запуск которого ожидается в 2028 году.
