Черная дыра в Лебеде показала хаотичную стрельбу потоками плазмы

V404 Лебедя — двойная система в примерно восьми тысячах световых лет от нас. Она состоит из черной дыры с массой в девять солнечных и большой звезды спектрального класса К (оранжевой). Хотя эта звезда на 30 процентов легче нашего Солнца, радиус ее в шесть раз больше, то есть она по каким-то причинам сильно раздута. Оба объекта обращаются вокруг общего центра масс всего за 6,474 земных суток, из чего ясно, что расстояние между ними очень невелико. Черная дыра постепенно отбирает вещество у оранжевой гигантской звезды, которое образует вокруг черной дыры аккреционный диск. Периодически, при поглощении особо больших порций материи из диска, в окрестностях этой черной дыры происходят вспышки свечения. Часть плазмы из аккреционного диска при этом поглощается черной дырой, а часть выбрасывается наружу.

В норме выбросы плазмы в виде джетов, релятивистских струй, происходят перпендикулярно плоскости вращения аккреционного диска и вдоль оси вращения черной дыры, то есть «вверх» от «северного» полюса и «вниз» от «южного» (ориентация «вверх-вниз» в космосе, конечно, относительна) . Именно такие струи астрономы наблюдают вокруг сверхмассивных черных дыр в центрах других галактик.

Читайте также: Астрономы увидели «пробуждение» черной дыры в созвездии Лебедя

Однако авторы новой работы смогли показать, что для черной дыры системы V404 Лебедя это правило не соблюдается. Согласно наблюдениям целого ряда земных радиотелескопов, во время вспышек (когда джеты V404 Лебедя видно лучше всего) направление струй меняется, причем хаотически, с периодами от минут до часов.

Исследователи отмечают, что это возможно объяснить тем, что плоскость вращения аккреционного диска черной дыры в V404 Лебедя не перпендикулярна оси вращения самой черной дыры, а наклонена относительно нее.

Это теоретически вполне реальный сценарий: в двойных системах плоскости вращения объектов вокруг своей оси не всегда совпадают. Естественно, что материя, вытянутая черной дырой из соседней звезды, если та имеет другую ось вращения, может образовать наклоненный аккреционный диск. Тогда гравитация от черной дыры будет раскачивать внутреннюю часть аккреционного диска, отчего он начнет дрожать подобно «волчку» перед остановкой.

Новое объяснение способно пролить свет на целый ряд событий, весьма далеких от системы V404 Лебедя. Дело в том, что, согласно моделям других групп ученых, ситуация, когда аккреционный диск наклонен относительно оси вращения черной дыры, резко — во много раз — поднимает скорость, с которой черная дыра поглощает окружающую ее материю. Такой сценарий может объяснить ранее оставшиеся загадочными события, в ходе которых черная дыра быстро разрушает близкую к ней звезду или просто необычайно быстро — вопреки всем расчетам — набирает массу, усиливая при этом свое гравитационное влияние на идущие вокруг нее процессы. Последняя проблема достаточно острая для астрофизики: очень многие сверхмассивные черные дыры имеют слишком большие массы (до 17 миллиардов солнечных), которые в рамках «нормального» роста черных дыр просто не могли быть достигнуты за все время существования наблюдаемой Вселенной.