Международная группа астрономов обнаружила общий закономерный порог, связанный с образованием мощных струй вещества у чёрных дыр. Исследование возглавили учёный Института перспективных исследований Эндрю Маммери и Адель Гудвин из Международного центра радиоастрономических исследований Университета Кёртина в Западной Австралии. Результаты опубликованы в журнале Nature Astronomy под названием «Универсальная критическая скорость аккреции для формирования струй у чёрных дыр».
Оказалось, что чёрные дыры способны запускать струи на одной и той же критической стадии поглощения вещества независимо от массы. Это относится как к объектам звёздной массы, примерно в десять раз превышающим массу Солнца, так и к сверхмассивным чёрным дырам, которые тяжелее его в миллионы раз. Для проверки вывода исследователи объединили наблюдения телескопов в США, Австралии, Индии, Южной Африке и космосе.
Основой работы стали события приливного разрушения звёзд. Они происходят, когда звезда подходит слишком близко к сверхмассивной чёрной дыре и разрывается её гравитацией. Такой процесс позволяет наблюдать, как чёрная дыра реагирует на внезапное поступление большого количества звёздного вещества, причём изменения развиваются всего за несколько лет, а не за тысячи или миллионы лет.
Учёные изучили 20 таких событий, используя данные в оптическом, ультрафиолетовом, рентгеновском и радиодиапазонах. Для десяти случаев удалось надёжно определить скорость поглощения вещества и момент появления радиоизлучения от струй. Как пояснил Маммери, исследователи стремились понять, почему одни сверхмассивные чёрные дыры начинают испускать радиоструи сразу после разрушения звезды, а другие активируются лишь через месяцы или годы.
Анализ выявил два периода, когда могут формироваться струи. Первый наступает в начале процесса, когда чёрная дыра поглощает вещество с чрезвычайно высокой скоростью, а второй — через сотни или тысячи дней после разрушения звезды. На поздней стадии скорость аккреции снижается примерно до 2% эддингтоновского предела — уровня, при котором давление излучения уравновешивает гравитационное притяжение.
Тот же порог ранее связывали с образованием струй у значительно меньших чёрных дыр в нашей Галактике. По словам Гудвин, чёрная дыра не поглощает разрушенную звезду полностью: часть вещества падает внутрь, а значительная доля выбрасывается в космос мощными потоками, способными переносить материал на огромные расстояния и влиять на развитие галактик. Как отмечает ScienceDaily, понимание этого порога может помочь заранее планировать наблюдения и эффективнее использовать крупные телескопы, включая радиотелескоп Square Kilometre Array (массив квадратных километров), который должен начать сбор научных данных в 2028 году.