Учёные установили общий порог, при котором чёрные дыры начинают формировать струи ионизированного газа. Для чёрных дыр звёздной массы он составляет около 2% от эддингтоновского предела — максимальной скорости поглощения вещества. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy, сообщает Universe Today.
Джеты возникают вокруг чёрной дыры, когда она поглощает материю и формирует аккреционный диск из раскалённой плазмы. Потоки газа движутся почти со скоростью света, поэтому их считают одним из наиболее простых способов обнаружить чёрную дыру. Неактивные объекты таких струй не создают.
Чёрные дыры звёздной массы обычно получают вещество от близкой звезды-компаньона. Их гравитация срывает внешние слои звезды, после чего газ поступает в аккреционный диск. Однако чрезмерно быстрое поглощение повышает температуру и давление излучения настолько, что оно начинает отталкивать падающее вещество. Этот предел называют эддингтоновским.
Сверхмассивные чёрные дыры питаются иначе: они разрывают звёзды, подошедшие слишком близко. Такое событие называют приливным разрушением звезды, или TDE (событием приливного разрушения). В этот момент объект может поглощать материю даже быстрее эддингтоновского предела, испуская мощное рентгеновское излучение и создавая первичные струи. При этом некоторые события TDE не сопровождаются яркими рентгеновскими вспышками, а отдельные сверхмассивные чёрные дыры формируют джеты и без заметных вспышек.
Исследовательская группа изучила 20 событий приливного разрушения в радиодиапазоне, видимом, ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах. Примерно для половины из них удалось сопоставить скорость поглощения вещества с появлением струй. Оказалось, что после короткой сверхэддингтоновской стадии, когда возникают первичные джеты, через несколько лет формируются вторичные. В этот период чёрные дыры поглощают вещество из аккреционных дисков со скоростью около 2% от эддингтоновского предела.
Результат указывает на масштабно независимый механизм длительного образования струй. И чёрные дыры звёздной массы, и сверхмассивные объекты создают джеты при поглощении вещества выше установленного порога. Авторами работы стали Адель Дж. Гудвин и Эндрю Маммери; исследование называется «Универсальная критическая скорость аккреции для формирования струй чёрных дыр».