Тайна «несварения» черных дыр раскрыта — поглощение ими звезд приводит к своего рода «отрыжке». Астрофизики вычислили критический порог, за которым начинается выброс мощных струй вещества, о чем рассказали на страницах Nature Astronomy — он, как ни странно, оказался одинаковым для всех черных дыр, независимо от массы.
Напомним, черные дыры — это не просто небесные тела, а скорее области пространства-времени с экстремальными параметрами, ограниченные, как известно, горизонтом событий. Несмотря на репутацию космических бездонных воронок, черные дыры «на самом деле очень неаккуратные едоки», говорит астрофизик Адель Гудвин из Университета Кертина, ведущий автор статьи об открытии.
«Чтобы добраться до горизонта событий, нужно подобраться к черной дыре очень, очень близко. Звезды разрушаются гораздо дальше от нее», — объясняет она.
По редким наблюдениям за спагеттификацией звезд — то есть их растяжением в результате опасного сближения с черными дырами — ученые знают, что «лишь около половины звезды, подошедшей слишком близко к черной дыре, в конечном итоге будет поглощено этой черной дырой», констатирует исследовательница.
Остальное вещество выбрасывается обратно в космос в виде мощных джетов и оттоков, иногда настолько масштабных, что они «могут влиять на всю эволюцию галактики». «Это можно представить как отрыжку черной дыры», — сравнивает Гудвин.
Но время этих «отрыжек» до сих пор оставалось для астрофизиков загадкой. «Иногда это происходит через год после того, как черная дыра уничтожала звезду, иногда — через три или пять лет», — продолжает она.
Найти ответ помог анализ 20 событий приливного разрушения звезд сверхмассивными черными дырами в радиодиапазоне. «Радио — единственная частота, на которой мы можем наблюдать джеты и оттоки в процессе их движения наружу», — объясняет Гудвин.
Выяснилось, что «несварение» у черной дыры случается дважды. Сначала — мощная вспышка в результате сверхкритической аккреции, превышающей предел Эддингтона. Затем все затихает на сотни или тысячи дней после разрыва звезды.
Когда аккреция ослабевает ниже 2% от этого предела — черная дыра вновь выбрасывает струи. Этот же порог, как уже известно, вызывает «отрыжку» у черных дыр звездной массы — гораздо меньших объектов примерно в 10–50 раз тяжелее нашего Солнца.
Исследование показало, что черные дыры, по-видимому, выпускают джеты на одном и том же этапе цикла питания независимо от размера, говорит Гудвин. По ее словам, это открытие позволит ученым точно предсказывать, когда будут выпущены такие джеты — что сузит окна наблюдений и сэкономит драгоценное время телескопов.
«Мы начинаем по-настоящему понимать не только момент запуска джетов, но и насколько они мощные и зависит ли это от свойств черной дыры», — резюмировала астрофизик.