ПОЧЕМУ СУПЕРМАСШТАБНЫЕ ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ ИЗБЕЖАЮТ ПИЩИ
Согласно популярным представлениям, черные дыры выступают в роли космических пылесосов, поглощая все, что попадает им на путь. Логично было бы думать, что чем больше черная дыра, тем больше она должна «есть». Однако недавние наблюдения в ходе слияния семи соседних галактик выявили удивительное: даже находясь в окружении облаков газа, супермастабные черные дыры нередко «отказываются» от пищи.
Ученые из университета Виргинии, под руководством аспиранта Макото Джонстона, использовали обсерваторию ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) для изучения пар супермассивных черных дыр, расположенных всего в нескольких тысячах световых лет друг от друга. Когда две крупные галактики, богатые газом, сталкиваются, гравитация приводит к тому, что огромное количество холодного молекулярного газа устремляется к центрам обеих галактик, где находятся черные дыры. Эти кратковременные и бурные процессы должны вызывать «пиршества», активируя черные дыры как активные галактические ядра — одни из самых энергичных объектов во Вселенной.
Однако не все сливаемые галактики ведут себя одинаково. В некоторых из них две черные дыры активно питаются, тогда как в других одна из них светится, а другая остается темной. Некоторые черные дыры, похоже, вообще не проявляют аппетита, несмотря на наличие большого количества газа.
Наблюдения ALMA показали, что вокруг многих черных дыр, особенно более массивных, скапливаются плотные и хаотичные облака газа. Слияния, несомненно, эффективно доставляют «пищу» к черным дырам, однако текущая яркость этих черных дыр, измеряющая скорость их поглощения, не показала корреляции с количеством доступного газа.
Большинство супермассивных черных дыр вместо того чтобы поглощать газ в больших количествах, «пробуют на вкус». Это говорит о том, что рост черной дыры во время слияния галактик может быть крайне неэффективным, с неопределенной «перевариванием» газа на коротких временных масштабах.
«Неэффективность наблюдаемого роста супермассивных черных дыр, даже при наличии плотных резервуаров молекулярного газа, поднимает вопросы о физических условиях, необходимых для активации этих эпизодов роста», — отметил Макото Джонстон.
Исследователи сравнили системы, где обе черные дыры активны, с мерами, в которых лишь одна из них демонстрировала очевидное поведение в плане питания. В некоторых случаях неактивная черная дыра фактически не могла «поесть» из-за недостатка холода газа, в то время как в других случаях газ был явно доступен, но черная дыра все равно отказывалась от пищи, вероятно, находясь между эпизодами поглощения.
ALMA также обнаружила, что многие активные черные дыры расположены немного не в центре своих основных вращающихся газовых дисков. Это смещение может указывать на насильственные гравитационные взаимодействия во время слияния, которые буквально выбивают черные дыры из положения.
Проектный руководитель Эсекиэль Трейстер подчеркнул важность этих уникальных наблюдений, показывающих, как черные дыры активно получают пищу во время крупного слияния галактик — процедуры, которая, по всей видимости, играет решающую роль в установлении связи между ростом черных дыр и эволюцией галактик.
Результаты показывают, что при столкновении галактик наличие достаточной энергии для «кормления» супермассивных черных дыр — это только полдела. Важно также учитывать время, турбулентность и наличие пыли, которые определяют, когда и если обе черные дыры осветятся активной жизнью.
