Черные дыры разных масс запускают джеты при одинаковой скорости питания
Сверхмассивные и звездные черные дыры, которые различаются по массе в миллионы раз, могут запускать струи вещества при одном и том же рубеже аккреции. К такому выводу пришли астрофизики Адель Гудвин из Международного центра радиоастрономических исследований при Университете Кертина и Эндрю Маммери из Института перспективных исследований в Принстоне. Статья вышла в Nature Astronomy.
Авторы выяснили, что сверхмассивная черная дыра может запустить поздний радиоджет, когда темп падения вещества на нее снижается примерно до 2% от эддингтоновского предела. Это порог, при котором давление излучения, направленное наружу, уравновешивает притяжение объекта. Такой же уровень аккреции прежде связывали с появлением джетов у небольших черных дыр звездной массы в нашей Галактике.
Астрономы изучили 20 событий приливного разрушения звезд. Они происходят, когда звезда подходит слишком близко к сверхмассивной черной дыре, а ее гравитация разрывает звезду. Для десяти случаев ученые смогли надежно определить и темп аккреции, и время появления радиоизлучения, связанного с выбросами вещества. Для этого они сопоставили данные оптических, ультрафиолетовых, рентгеновских и радиотелескопов.
Анализ показал два этапа, когда черные дыры создают джеты. Первый начинается вскоре после разрушения звезды, когда черная дыра поглощает ее вещество с очень высокой скоростью. Второй наступает через сотни или тысячи суток после катастрофы: темп аккреции к этому времени падает примерно до 2% эддингтоновского предела.
Этот результат объясняет, почему после приливного разрушения звезды одни черные дыры быстро становятся заметны в радиодиапазоне, а другие сначала остаются без радиоджетов и проявляют их лишь через месяцы или годы. Материал звезды не целиком падает в черную дыру: часть она поглощает, а часть выбрасывает в окружающее пространство в виде джетов и других потоков. Такие выбросы могут распространяться на огромные расстояния и воздействовать на среду в галактике.
Проверить общность этого механизма раньше было трудно. Аккреционные процессы у сверхмассивных черных дыр обычно меняются на масштабах тысячелетий, поэтому астроном не может проследить их полный цикл за время работы одного проекта. Приливное разрушение звезды сокращает этот цикл до нескольких лет и позволяет увидеть, как меняется поведение сверхмассивной черной дыры после поступления большого количества вещества.
По словам Гудвин, исследователи распознали закономерность на конференции в Мадриде, когда сопоставили данные о поздних джетах сверхмассивных черных дыр с известным правилом для объектов звездной массы. Масса первых может составлять миллионы солнечных, а масса вторых — около десяти солнечных, но критическая точка в их цикле питания оказалась одинаковой.
Новый критерий может помочь планировать радиоастрономические программы. Если астрономы смогут заранее оценить, когда темп аккреции приблизится к порогу, они будут точнее выбирать время для радионаблюдений редких приливных разрушений.
Ранее астрономы выяснили, что сверхмассивная черная дыра в центре близкой спиральной галактики NGC 1068 выбрасывает в окружающее пространство газ со скоростью 2000 км/с.
Иллюстрация CXC/M. Weiss / NASA/CXC/UNH/D. Lin et al / CFHT
Самое популярное
