Астрономы обнаружили общий порог, при котором чёрные дыры могут запускать мощные струи вещества. Он оказался одинаковым для объектов, различающихся по массе в миллионы раз. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Речь идёт о моменте, когда скорость поглощения материи снижается примерно до 2% эддингтоновского предела. Этот показатель описывает соотношение между интенсивностью питания чёрной дыры и уровнем, при котором давление излучения уравновешивает гравитационное притяжение. Такой же порог ранее связывали с образованием джетов у небольших чёрных дыр в Млечном Пути.
К работе под руководством астрофизика Адели Гудвин из Международного центра радиоастрономических исследований Университета Кёртина и стипендиата Forrest Research Foundation присоединился Эндрю Маммери из Института перспективных исследований в Принстоне. Идея возникла во время разговора учёных в баре Мадрида на научной конференции, где они заметили сходство между поведением малых и сверхмассивных чёрных дыр.
Исследователи изучали события приливного разрушения: так называют случаи, когда звезда подходит слишком близко к сверхмассивной чёрной дыре и разрывается её гравитацией. Часть обломков начинает падать внутрь, временно увеличивая скорость поглощения вещества. Такие процессы длятся несколько лет, поэтому их можно наблюдать значительно удобнее, чем обычные изменения активности сверхмассивных чёрных дыр, растянутые на тысячи лет.
Сначала команда рассмотрела 20 событий по данным наблюдений в видимом, ультрафиолетовом, рентгеновском и радиодиапазонах. Для десяти из них удалось достаточно точно определить и темп поглощения материи, и время появления радиоизлучения. Оказалось, что джеты возникают либо в начале периода активного питания, либо значительно позже — через сотни или тысячи дней после разрушения звезды, когда скорость поглощения достигает критических 2%.
«Эти чёрные дыры разделены огромной разницей в массе, но, похоже, включают свои джеты в одной и той же точке процесса питания», — сказала Аделя Гудвин. По её словам, это указывает на универсальность физических законов, не зависящих от размера объекта. Открытие также может помочь планировать наблюдения на радиотелескопах: если заранее оценивать приближение к критическому порогу, учёные смогут точнее выбирать время для поиска редких выбросов, что особенно важно для будущей низкочастотной части обсерватории Square Kilometre Array в Западной Австралии, в которую правительство Австралии вложило 387 млн долларов, а общая стоимость проекта превышает 2 млрд долларов.