Черные дыры с разной световой сигнатурой, которые считались одними и теми же объектами, рассматриваемыми под разными углами, на самом деле находятся на разных стадиях жизненного цикла.
Новое исследование черных дыр, некоторые из них являются активными ядрами галактик (АЯГ), показало — необходимо пересмотреть широко используемую «единую модель АЯГ», которая характеризует сверхмассивные черные дыры как объекты с одинаковыми свойствами.
Новое исследование поможет исследователям создавать более точные модели эволюции Вселенной и понять, как развиваются черные дыры.
«Эти объекты озадачивали исследователей более полувека, — рассказала Тонима Тасним Ананна, научный сотрудник Дартмутского университета и ведущий автор новой статьи в пресс-релизе к исследованию — Со временем мы сделали много предположений о физике этих объектов. Теперь мы знаем, что свойства скрытых черных дыр значительно отличаются от свойств АЯГ, которые не так сильно скрыты».
Считается, что сверхмассивные черные дыры находятся в центре почти всех крупных галактик, включая Млечный Путь. Эти объекты поглощают галактический газ, пыль и звезды, и могут стать тяжелее, чем маленькие галактики. В течение десятилетий исследователи интересовались световыми сигнатурами активных ядер галактик, типа сверхмассивных черных дыр, которые «аккрецируются» или находятся в стадии быстрого роста.
В конце 1980-х годов астрономы поняли, что световые сигнатуры, которые поступают из космоса в диапазоне от радиоволн до рентгеновских лучей, относятся к АЯГ. Предполагалось, что объекты обычно имеют кольцо в форме пончика — или тор — из газа и пыли вокруг них. Считалось, что различия в яркости и цвете объекта меняются в зависимости от угла наблюдения, и того, насколько большая часть тора закрывала обзор.
Исходя из этого, единая теория АЯГ стала преобладающей. Согласно ней, если рассматривать черную дыру через тор, она должна казаться слабой. А если снизу или сверху кольца — яркой. Однако, согласно новой работе, прошлые исследования слишком сильно полагались на данные, полученные от менее затемненных объектов, и искажали результаты наблюдений.
Новое исследование фокусируется на том, как быстро черные дыры питаются космической материей, или на скорости их аккреции. Ученые доказали, что скорость аккреции не зависит от массы черной дыры, а варьируется в зависимости от того, насколько она скрыта газопылевым кольцом.
«Это подтверждает идею о том, что торовые структуры вокруг черных дыр не всегда одинаковы, — объясняет Райан Хикокс, профессор физики и астрономии и соавтор исследования. — Существует взаимосвязь между структурой и тем, как она растет».
Новое исследование подтверждает, что существуют новые различия между различными популяциями АЯГ. Когда черная дыра аккрецируется с высокой скоростью, энергия сдувает пыль и газ. В результате она, скорее всего, не будет затемнена и будет выглядеть ярче. И наоборот, менее активное АЯГ окружено более плотным тором и кажется более слабым.
