О массе чёрной дыры можно судить по закономерностям её питания
В новом исследовании учёные выяснили, что мерцание света, испускаемого окружением активно поглощающей окружающую материю чёрной дыры, коррелирует с её весом. В работе, результаты которой опубликованы в журнале Science, принимали участие астрономы и физики из нескольких американских и британских университетов.
Сверхмассивные чёрные дыры (с массой в миллионы или даже миллиарды раз больше, чем у Солнца) обычно находятся в центрах массивных галактик. Окружающая их материя испускает очень мало света, когда чёрные дыры не поглощают газ и близлежащие звёзды. Найти их можно только по их гравитационному влиянию на межзвёздный газ и звёзды. Однако в ранней Вселенной сверхмассивные чёрные дыры активно поглощали материю через аккрецию, испуская при этом интенсивное излучение большой мощности. Иногда подобное излучение по яркости превосходит яркость всей остальной галактики.
В новом исследовании астрономы описали явную зависимость массы активно поглощающей материю чёрной дыры и характерной закономерности мерцания излучения, испускаемого при этом.
Точные причины изменений интенсивности свечения во времени пока неизвестны, однако этот эффект проявляется у всех сверхмассивных чёрных дыр. Промежутки между изменениями интенсивности измеряются по-разному, от нескольких часов до нескольких лет.
По словам аспиранта Колина Бёрка, работавшего над этим исследованием под руководством профессора Ю Шена, многие предыдущие исследования пытались выявить связь между мерцанием и массой чёрных дыр, однако до сих пор выводы оставались неубедительными, а иногда и противоречивыми.
Изучив большой набор данных об активно поглощающих материю чёрных дырах, учёные определили характерный промежуток времени изменения интенсивности свечения, и вывели закономерность, связывающую его с массой чёрной дыры. После этого учёные проверили данные на белых карликах, занимающихся аккрецией, и обнаружили, что полученная ими закономерность имеется и в данных случаях — хоте белые карлики в миллиарды раз легче сверхмассивных чёрных дыр.
По словам исследователей, мерцание излучения — это случайные колебания, возникающие в процессе питания черной дыры. Астрономы количественно оценивают эту закономерность, построив график зависимости мощности излучения от времени. И чем больше масса чёрной дыры, тем больше становятся временные промежутки.
Шен говорит, что из этих результатов следует универсальность явления мерцания излучения при поглощении окружающей материи, будь центральный объект сверхмассивной чёрной дырой или куда как менее массивным белым карликом.
