Вселенная показала свой секрет: что на самом деле происходит, когда чёрная дыра "обедает"

Британские астрономы зафиксировали уникальное космическое явление: черная дыра в системе Swift J1727.8-1613, поглотив порцию звездного вещества, выбросила его значительную часть обратно в пространство. Это открытие опровергает популярный миф о том, что гравитационные монстры являются "бездонными ямами", из которых ничто не может вырваться. 

Фото: Wikipedia by NASA/JPL-Caltech, https://creativecommons.org/public-domain/pdm/

Черная дыра

Как черная дыра "выплевывает" лишнее

Объектом внимания ученых из Уорикского университета стала двойная система, расположенная в нашей Галактике. В ее центре находится черная дыра, чья масса примерно в 10 раз превышает солнечную, и звезда-компаньон. Исследователи с помощью Очень большого телескопа (VLT) в Чили проследили полный цикл: от момента, когда гравитация дыры начала сдирать внешние слои звезды, до формирования мощного обратного потока материи.

"Люди часто представляют, что черные дыры просто засасывают все вокруг. На самом деле процесс гораздо сложнее. Материя падает внутрь, система ее перерабатывает, и удивительно большое количество выбрасывается обратно", — объяснил в беседе с Pravda.Ru астрофизик Алексей Руднев.

Вспышка 2023 года показала, что даже после завершения основной фазы поглощения черная дыра продолжала "фонить". Избыточное давление и магнитные поля выталкивали часть газа наружу, не давая ему пересечь горизонт событий. Подобные процессы напоминают работу сложного двигателя, где часть топлива сгорает, а часть выбрасывается в виде выхлопа. Эти данные помогают лучше интерпретировать импульсы темной материи и другие сигналы из глубокого космоса.

Динамика системы Swift J1727.8-1613

Изучение Swift J1727.8-1613 в динамике позволило увидеть, что выбросы происходят не хаотично. Черная дыра формирует так называемые аккреционные диски — гигантские воронки из раскаленного газа. Ученые полагают, что когда плотность этого диска становится критической, компактная черная дыра просто не успевает "проглатывать" поступающий объем вещества. Это заставляет систему сбрасывать излишки через полюса в виде релятивистских струй.

"Мы видим, как ограниченный объем пространства не справляется с колоссальным притоком энергии. Это помогает нам понять не только поведение дыр, но и масштабные процессы, из-за которых глобальные угрозы во Вселенной могут влиять на целые звездные скопления", — отметил в беседе с Pravda.Ru астроном Павел Громов.

Данный механизм выброса вещества влияет на окружающую среду в радиусе многих световых лет. Газ, возвращенный в межзвездное пространство, обогащается тяжелыми элементами и в будущем может стать строительным материалом для новых планет. Это подчеркивает роль черных дыр не как разрушителей, а как активных переработчиков материи в масштабах Вселенной.

Исследование доктора Ноэля Кастро Сегуры подтверждает, что значительная часть "обеда" черной дыры так и не достигает её центра. Это заставляет пересмотреть модели роста сверхмассивных объектов и механизмы связи в космосе, аналогичные тем, что инженеры пытаются реализовать для будущих колонистов на Марсе, где скорость передачи данных критически важна.

Почему это важно для астрофизики

Раньше считалось, что если вещество попало в сферу влияния черной дыры, его судьба предрешена. Теперь же ясно, что черные дыры — это динамичные системы с "обратной связью". Понимание того, как они избавляются от лишней массы, позволяет точнее рассчитывать время жизни двойных звездных систем и предсказывать их финальные стадии эволюции.

"Объект начал вести себя иначе, чем ожидали учёные. Именно такие странности помогают лучше понять, как устроены подобные системы и почему их гравитационное влияние не всегда означает мгновенное исчезновение материи", — подчеркнул в беседе с Pravda.Ru учёный-физик Дмитрий Лапшин.

Ответы на популярные вопросы о черных дырах

Может ли черная дыра полностью исчезнуть после выброса вещества?

Нет, выброс вещества — это лишь часть процесса поглощения. Сама черная дыра при этом сохраняет свою массу или даже немного увеличивает ее за счет той части материи, которая все же пересекла горизонт событий.

Почему черная дыра не "проглатывает" всё сразу?

Скорость поглощения ограничена давлением излучения. Если материи слишком много, она разогревается до чудовищных температур, и создаваемое давление буквально выталкивает внешние слои газа прочь.

Опасно ли это явление для Земли?

Система Swift J1727.8-1613 находится на безопасном расстоянии в тысячи световых лет. Вспышки в таких системах фиксируются только высокочувствительными приборами и не несут угрозы нашей планете.

Как часто происходят такие выбросы?

Ученые предполагают, что это регулярный процесс для многих черных дыр, однако зафиксировать его в динамике крайне сложно из-за кратковременности активных фаз.

Читайте также

• Атомный реактор и сверхзвуковые вертолеты: NASA готовят принципиально новую миссию на Марс
• Ожирение оставляет молекулярный след: ученые выяснили, почему организм сопротивляется похудению
• В Японии ищут способ защитить людей от медведей без массового истребления
• Исследование тканей мозга бывших игроков NFL выявило признаки ХТЭ как минимум у 25%
• Археологи обнаружили закономерности городского масштабирования в Юго-Западной Азии