Астрономы обнаружили возможное универсальное условие, при котором чёрные дыры начинают выбрасывать мощные струи вещества. Согласно исследованию, это происходит, когда скорость поглощения материи снижается примерно до 2% от эддингтоновского предела. Такой же порог ранее связывали с образованием джетов у чёрных дыр звёздной массы в Млечном Пути.
К выводу пришла группа под руководством доктора Адель Гудвин из Международного центра радиоастрономических исследований Университета Кёртина и Forrest Research Foundation. Учёные сопоставили поведение объектов массой около десяти Солнц со сверхмассивными чёрными дырами, масса которых достигает миллионов солнечных масс. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Astronomy, а соавтором исследования стал доктор Эндрю Маммери из Института перспективных исследований в Принстоне.
Наблюдать за изменением темпа питания сверхмассивных чёрных дыр напрямую сложно: подобные процессы могут занимать тысячи лет. Поэтому исследователи изучили события приливного разрушения, когда звезда подходит к чёрной дыре достаточно близко и разрывается её гравитацией. Часть звёздного вещества поглощается, а часть уходит в потоки и узкие струи, распространяющиеся на огромные расстояния.
Такие события позволяют проследить за изменением скорости аккреции всего за несколько лет. Команда проанализировала 20 случаев по данным оптических, ультрафиолетовых, рентгеновских и радио наблюдений, проведённых телескопами в Австралии, США, Индии, Южной Африке и в космосе. Для десяти событий удалось надёжно сопоставить темп поглощения вещества с моментом появления радиоизлучения.
Учёные выявили два периода образования джетов. Первый наступает вскоре после разрушения звезды, когда чёрная дыра получает вещество с чрезвычайно высокой скоростью, а второй может начаться через сотни или тысячи дней, после заметного снижения темпа аккреции. Именно во втором случае струи появлялись при достижении примерно 2% от эддингтоновского предела — уровня, при котором давление излучения уравновешивает гравитационное притяжение.
По словам Адель Гудвин, совпадение с порогом, известным для малых чёрных дыр, указывает на связь джетообразования не с абсолютной массой объекта, а с физикой поглощения вещества. Авторы считают, что изменение темпа аккреции может помочь определить, когда стоит направлять радиотелескопы на события приливного разрушения. Это особенно важно для будущих обзоров неба и проекта Square Kilometre Array Observatory, который строится в Западной Австралии; правительство Австралии вложило в него 387 млн долларов, а общая стоимость проекта превышает 2 млрд долларов.