Ученые из Института астрономических наук и их международные коллеги обнаружили универсальное правило, которое управляет одним из самых мощных явлений во Вселенной — выбросом струй вещества из черных дыр. Оказалось, что и небольшие черные дыры, которые всего в десять раз тяжелее Солнца, и сверхмассивные гиганты в миллионы раз тяжелее, выбрасывают мощные струи вещества в один и тот же критический момент своего цикла питания.
Открытие, опубликованное в журнале Nature Astronomy, стало результатом многолетней работы с данными телескопов по всему миру — от Америки и Австралии до Индии, Южной Африки и космических обсерваторий. Исследователи наблюдали за событиями приливного разрушения — моментами, когда звезда разрывается на части под действием гравитации сверхмассивной черной дыры.
Черные дыры часто называют космическими пылесосами, но точнее сравнить их с неряшливыми едоками: при разрыве звезды они поглощают лишь часть вещества, а остальное мощным потоком выбрасывают обратно в космос. Такие выбросы способны разносить материал на огромные расстояния и существенно влиять на развитие целых галактик.
Долгие годы астрофизики подозревали, что черные дыры подчиняются одним и тем же законам физики вне зависимости от размера, но доказать это было трудно: сверхмассивные черные дыры меняются за миллионы лет. События приливного разрушения позволили обойти эту проблему, когда весь цикл питания сжимается до нескольких лет.
Ключевое озарение пришло к ученым не за телескопом, а в баре в Мадриде на астрофизической конференции. Они поняли, что правило, запускающее струи у малых черных дыр, применимо и к сверхмассивным. Команда проанализировала десять качественных событий и выявила две фазы выброса струй: первая происходит, когда черная дыра питается с очень высокой скоростью, а вторая — спустя сотни или тысячи дней, когда скорость питания падает примерно до 2% от предела, при котором давление излучения уравновешивает гравитацию. Именно этот порог уже был известен для малых черных дыр в нашей галактике.
Открытие помогает астрономам точнее предсказывать, когда черная дыра выпустит запаздывающую струю, и эффективнее использовать телескопы по всему миру, что особенно важно для крупных проектов, таких как радиотелескоп Square Kilometre Array, который начнет работу в 2028 году.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что астрономы проследили за звездной эволюцией в реальном времени.