Новое исследование проливает свет на прожорливый аппетит сверхмассивных черных дыр

Новаторское исследование, проведенное под руководством Северо-Западного университета, перевернуло прежние представления о пищевых привычках сверхмассивных черных дыр.

Вопреки общепринятым представлениям, эти космические гиганты поглощают окружающее вещество гораздо быстрее, чем считалось ранее. Результаты, полученные в результате моделирования с высоким разрешением, позволяют понять загадочное поведение квазаров и могут коренным образом изменить наше представление об этих загадочных объектах.

Исследование, опубликованное 20 сентября в журнале The Astrophysical Journal, позволяет по-новому взглянуть на безумное питание сверхмассивных черных дыр. Если раньше предполагалось, что черные дыры поглощают вещество медленно, то моделирование показало, что этот процесс происходит гораздо быстрее.

Моделирование показывает, что вращающиеся черные дыры искривляют окружающее пространство-время, вызывая бурный газовый водоворот, известный как аккреционный диск, который разрывается на части. В результате образуются внутренний и внешний субдиски. Сначала черная дыра пожирает внутреннее кольцо, а затем обломки внешнего субдиска высыпаются внутрь, чтобы заполнить образовавшуюся брешь. Этот цикл "съесть-отдать-съесть" происходит в течение нескольких месяцев, что является шокирующе быстрым сроком по сравнению с предыдущими оценками, составлявшими сотни лет.

Последствия этого открытия далеко идущие. Оно может помочь объяснить непонятное поведение квазаров, которые являются одними из самых ярких объектов ночного неба. Квазары демонстрируют внезапные вспышки, а затем исчезают без объяснения причин. Быстрое усиление и ослабление яркости, наблюдаемое у этих объектов, согласуется с разрушением и пополнением внутренних областей аккреционного диска, как предполагается в моделировании.

Ник Кааз (Nick Kaaz), ведущий автор исследования, поясняет: "Классическая теория аккреционного диска предсказывает, что диск эволюционирует медленно. Однако некоторые квазары, по-видимому, резко меняются за короткие промежутки времени. Явления, которые мы наблюдаем в нашем моделировании, потенциально могут объяснить это. Быстрое усиление и ослабление яркости соответствует разрушению внутренних областей диска".

Аккреционные диски, окружающие черные дыры, известны своей сложностью, что затрудняет их точное моделирование. Прежние предположения о том, что эти диски упорядочены и постепенно питают черную дыру в течение длительных периодов времени, оказались ошибочными. Новое моделирование демонстрирует хаотическую природу этих дисков, проливая свет на их непредсказуемое поведение.

Последствия этого исследования выходят за рамки астрофизики. Понимание особенностей питания сверхмассивных черных дыр крайне важно для понимания эволюции галактик и той роли, которую черные дыры играют в формировании Вселенной. Это новаторское исследование открывает новые пути для изучения и ставит под сомнение существующие теории, прокладывая путь к более глубокому пониманию этих космических явлений.