У чорних дірах укладено безліч таємниць, і тепер астрономам вдалося розкрити одну з них: чому розпечені диски навколо них іноді мерехтять. Дослідження опубліковано в журналі Nature Astronomy.

зображення чорної діри в центрі нашої Галактики було зроблено в 2022 році / © EHT Collaboration

Чорну діру, аномальну область простору-часу, не здатне покинути навіть світло, так що побачити її фізично неможливо. Однак астрономи все ж можуть зафіксувати момент, коли якась зірка, яка проходить повз виявиться занадто близько до чорної діри, після чого та поглине її, перетворивши в акреційний диск, сяючий подібно цілій галактиці.

Яскравість цих дисків постійно змінюється: околиці діри "мерехтять", хоча довго ніхто не міг сказати, чому. Щоб відповісти на це питання, група астрономів з Австралії і США протягом п’яти років вела спостереження більш ніж за п’ятьма тисячами найбільш "жадібних" чорних дір на зоряному небі.

У центрі нашого Чумацького Шляху теж знаходиться надмасивна чорна діра, чия маса в чотири мільйони разів перевершує сонячну, проте вона поводиться відносно "пристойно", і близько 200 мільярдів зірок, включаючи наше світило, благополучно обертаються навколо цієї діри. Однак далеко не у всіх галактиках справи йдуть настільки ж мирно, і, наприклад, при зближенні двох галактик гравітаційні сили можуть змусити окремі зірки занадто близько підійти до чорної діри, після чого та розриває їх на частини і поглинає. "Апетит" деяких дірок вражає: у 2018 році була описана чорна діра, здатна поглинути наше Сонце всього за 48 годин.

Однак вчені все ще досить мало знають про поведінку чорних дір при поглинанні вмираючої зірки, і п’ятирічні спостереження за найактивнішими чорними дірами виявили щоденні вимірювання яскравості їх акреційних дисків. Виявилося, що мерехтіння диска — свого роду турбулентність в надщільному, неконтрольованому середовищі, під впливом інтенсивних гравітаційних і магнітних полів, де сам простір зігнуто до межі. Ще в 1998 році астрономи запропонували пояснення цього феномена, назвавши його «магнітно-обертальною нестабільністю», але потрібні були роки спостережень і коригування побудованих моделей з урахуванням розмірів чорної діри і швидкості обертання акреційного диска, щоб патерни мерехтіння околиць самих різних дір придбали схожий вигляд.

Тепер вчені планують розібратися в природі ледь помітних відмінностей між акреційними дисками різних чорних дір, адже цілком можливо, що деякі з них виникли просто тому, що ми спостерігаємо різні об’єкти з різних сторін. В такому випадку додаткове коригування на положення в просторі дозволить побудувати точну модель «харчування» чорної діри і дізнатися ще більше про ці загадкові космічні аномалії.