Międzynarodowy zespół astronomów, współkierowany przez badacza z IAS, zidentyfikował coś, co wygląda na uniwersalną zasadę rządzącą jednym z najbardziej dramatycznych zachowań czarnych dziur: produkcją potężnych dżetów. Naukowcy odkryli, że czarne dziury mogą wystrzeliwać dżety na tym samym krytycznym etapie swojego cyklu odżywiania, niezależnie od rozmiaru. Dotyczy to zarówno czarnych dziur "o masie gwiazdowej", około dziesięć razy masywniejszych od naszego Słońca, jak i supermasywnych czarnych dziur, które są miliony razy cięższe. W wiadomościach, które ucieszą każdego, kto lubi frazę "uniwersalna zasada", wygląda na to, że kosmos ma politykę jednego rozmiaru dla wszystkich przynajmniej w jednej kwestii.

Pracę wykonali Andrew Mummery, Martin A. and Helen Chooljian Member (2025-30) w School of Natural Sciences w Institute for Advanced Study, oraz Adelle Goodwin, Forrest Research Foundation Fellow w International Centre of Radio Astronomy Research na Curtin University w Australii Zachodniej. Opublikowane w Nature Astronomy pod tytułem "A universal critical accretion rate for black hole jet formation", badanie łączy lata obserwacji w wielu zakresach długości fal. Naukowcy połączyli dane z teleskopów w Ameryce, Australii, Indiach, Republice Południowej Afryki oraz w kosmosie. Bo po co używać jednego teleskopu, skoro można użyć kilku na kilku kontynentach, a także jednego unoszącego się w pustce?

Ich uwaga skupiła się na zdarzeniach zakłóceń pływowych, które zachodzą, gdy gwiazda przechodzi tak blisko supermasywnej czarnej dziury, że intensywne siły grawitacyjne rozrywają ją na strzępy. Te zdarzenia dały zespołowi rzadką okazję do obserwacji, jak czarna dziura zachowuje się po nagłym otrzymaniu dużego zapasu materii gwiazdowej. "Naprawdę chcieliśmy rozwiązać tę ogromną zagadkę" – powiedział Mummery. "Dlaczego niektóre supermasywne czarne dziury wystrzeliwują dżety radiowe zaraz po rozerwaniu gwiazdy, podczas gdy inne po prostu siedzą i wyglądają na całkowicie uśpione, by nagle odpalić swoje dżety miesiące, a nawet lata później?" To kosmiczny odpowiednik sąsiada, który ignoruje cię przez lata, a potem nagle chce pożyczyć szklankę cukru.

Czarne dziury są często porównywane do kosmicznych odkurzaczy, ale ich zachowanie podczas odżywiania jest znacznie bardziej chaotyczne. "Kiedy czarna dziura rozrywa gwiazdę, nie połyka wszystkiego porządnie" – stwierdziła Goodwin. Część materii gwiazdowej spada w stronę czarnej dziury, podczas gdy wiele z niej może zostać gwałtownie wyrzucone w przestrzeń przez potężne wypływy. Te ogromne kosmiczne "beknięcia" mogą przenosić materię na ogromne odległości i znacząco wpływać na ewolucję galaktyk, które je zawierają. Tak więc z porządną metaforą odkurzacza koniec. To bardziej jak małe dziecko z talerzem spaghetti.

Szybszy sposób badania supermasywnych czarnych dziur

Astronomowie od dawna podejrzewali, że czarne dziury podlegają tym samym podstawowym prawom fizyki, nawet gdy ich masy różnią się ogromnie. Potwierdzenie tego pomysłu było trudne, ponieważ zmiany wokół supermasywnych czarnych dziur normalnie mogą rozgrywać się przez tysiące, a nawet miliony lat. Zdarzenia zakłóceń pływowych oferują sposób obejścia tego problemu. Kiedy gwiazda zostaje zniszczona, wynikający z tego epizod odżywiania wokół supermasywnej czarnej dziury może rozwinąć się w ciągu zaledwie kilku lat. To daje naukowcom znacznie szybszy wgląd w procesy, które w przeciwnym razie byłyby niezwykle trudne do śledzenia w czasie rzeczywistym. Wreszcie powód, by kibicować zniszczeniu gwiazdy.

Kluczowy wgląd stojący za nowym badaniem pojawił się w nieoczekiwanym otoczeniu. Podczas konferencji astrofizycznej w Madrycie Mummery i Goodwin rozmawiali w barze, gdy zdali sobie sprawę, że ta sama zasada znana z rządzenia produkcją dżetów w mniejszych czarnych dziurach może również dotyczyć supermasywnych. Nauka: czasem dzieje się przy tapas i winie.

Aby przetestować ten pomysł, naukowcy zbadali dwadzieścia zdarzeń zakłóceń pływowych, wykorzystując obserwacje w świetle optycznym, ultrafiolecie, promieniach rentgenowskich i falach radiowych. Ostatecznie zawęzili próbkę do dziesięciu wysokiej jakości zdarzeń, dla których mogli wiarygodnie określić zarówno tempo odżywiania czarnej dziury, jak i czas jej wypływów radiowych. Analiza