Астрономы: черная дыра LID-568 поглощает материю в 40 раз быстрее, чем считалось ранее, согласно пределу Эддингтона

04-11-2024: UEFIMA.RU:  Ученые уточнили скорость аккреции материи сверхмассивной черной дырой в центре галактики LID-568, используя данные космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST).

Результаты оказались поразительными: эта черная дыра поглощает газ и пыль в 40 раз быстрее, чем считалось ранее возможным, согласно пределу Эддингтона.

Это открытие проливает новый свет на эволюцию сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной и ставит под сомнение некоторые устоявшиеся модели их роста.

Предел Эддингтона, открытый британским астрономом Артуром Эддингтоном в начале XX века,

описывает максимальную светимость звезды или аккреционного диска вокруг черной дыры. Он основан на балансе между гравитационным притяжением и излучательным давлением.

Внутренние процессы объекта генерируют свет, который оказывает давление на окружающую материю. Если светимость превышает предел Эддингтона, излучательное давление становится сильнее гравитации, и аккреция материи резко замедляется или полностью прекращается.

Это давление возникает из-за фотонов, вырывающихся из горячего аккреционного диска, вращающегося вокруг черной дыры. Чем мощнее излучение, тем сильнее давление, и, следовательно, тем сложнее черной дыре поглощать окружающую материю.

Однако, наблюдения JWST показали, что черная дыра в LID-568 преодолевает этот предел. Это может быть обусловлено несколькими факторами.

Во-первых, сама черная дыра может обладать необычайно мощным магнитным полем. Сильные магнитные поля могут направлять поток аккрецирующей материи, уменьшая излучательное давление и позволяя черной дыре поглощать материю с большей эффективностью.

В этом случае энергия не излучается изотропно (равномерно во всех направлениях), а концентрируется в узких пучках, снижая общее излучательное давление.

Во-вторых, структура аккреционного диска может играть ключевую роль.

Если диск нестабилен и подвержен турбулентности, это может изменить распределение энергии и уменьшить эффекты излучательного давления.

Моделирование таких нестационарных аккреционных дисков показывает возможность превышения предела Эддингтона.

Также, возможна неравномерность потока аккрецирующей материи - "ливни" холодного, плотного газа могут временно превышать предел, пока не распадутся под действием излучения.

В-третьих, наблюдения могут быть искажены. Возможно, мы не регистрируем все излучение, генерируемое аккреционным диском, из-за поглощения пылью или других эффектов. Однако, высокая точность JWST сводит эту вероятность к минимуму.

Открытие столь "прожорливой" черной дыры имеет важные последствия для понимания формирования галактик в ранней Вселенной.

Считается, что сверхмассивные черные дыры играют важную роль в эволюции галактик, влияя на процессы звездообразования и морфологию галактик.

Если многие сверхмассивные черные дыры в ранней Вселенной росли гораздо быстрее, чем предполагалось, это может изменить наши представления о темпах формирования галактик и эволюции Вселенной в целом.

Дальнейшие исследования, включающие наблюдения в других диапазонах электромагнитного спектра и более детальное моделирование аккреционных процессов, необходимы для полного понимания этого феномена.

Анализ химического состава аккрецируемой материи, выявление возможных источников "переизбытка" вещества и уточнение параметров самой черной дыры (масса, спин) помогут создать более полную и точную картину.

Возможно, открытие указывает на наличие ранее неизвестных физических механизмов, позволяющих черным дырам обходить ограничения, накладываемые пределом Эддингтона.

Это может привести к пересмотру фундаментальных теорий аккреции и эволюции галактик.