Астрофизики из университетов Тоямы и Нагои нашли предвестники джетов чёрных дыр за 1–10 дней

Астрофизики из университетов Тоямы и Нагои обнаружили признаки, позволяющие прогнозировать выбросы джетов у чёрных дыр звёздной массы, сообщает ixbt.com. Джеты — это потоки вещества, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света. В четырёх исследованных двойных системах характерные изменения рентгеновского излучения появлялись за 1–10 дней до усиления радиоизлучения, связанного с выбросом джетов ixbt.comixbt.comixbt.comОткрыть источник ↗.

В таких системах чёрная дыра стягивает газ со звезды-компаньона, и вещество формирует аккреционный диск — быстро вращающуюся структуру из раскалённого газа. Часть материала выбрасывается вдоль оси вращения в виде двух узких джетов. Они переносят много энергии, нагревают окружающий газ и могут влиять на процессы звездообразования в галактиках.

Что измерили

В работе 2025 года Тосихиро Кавагути и Кадзутака Ямаока обнаружили связь между запуском джетов и сокращением внутреннего радиуса аккреционного диска. Теперь они проверили эту закономерность ещё на трёх объектах: XTE J1550−564, GX 339−4 и MAXI J1820+070. Вместе с ранее изученной XTE J1859+226 выборка составила четыре двойные системы. Для анализа использовались рентгеновские наблюдения и данные о радиоизлучении, позволившие сопоставить изменения дисков с моментами появления джетов.

Главным предвестником оказался радиус внутренней границы диска. Он быстро смещается внутрь, пока не достигает ISCO — последней устойчивой круговой орбиты вокруг чёрной дыры. Одновременно исследователи зафиксировали снижение относительной амплитуды переменности рентгеновского излучения, показывающей, насколько сильно меняется его яркость. В каждой системе оба показателя снижались перед активностью, связанной с выбросами джетов ixbt.comixbt.comixbt.comОткрыть источник ↗.

Скорость аккреции и дальнейшие шаги

Резких скачков скорости аккреции — темпа поступления вещества на чёрную дыру — перед запуском потоков не было. В XTE J1859+226 она постепенно снижалась на протяжении наблюдений со временем затухания около 30 дней. Авторы заметили возможное увеличение почти на 20% перед отдельными выбросами, но данных недостаточно, чтобы считать это достоверным. В XTE J1859+226 и MAXI J1820+070 джеты возникали при аккреции ниже эддингтоновского предела — теоретической границы, при которой давление излучения уравновешивает гравитационное притяжение. Это делает маловероятными модели, требующие превышения этого предела для запуска джетов.

Авторы предлагают систему раннего предупреждения, которая непрерывно отслеживала бы радиус внутренней границы диска и переменность рентгеновского излучения. Когда оба показателя начнут устойчиво снижаться, а радиус приблизится к ISCO, система отправляла бы предупреждения обсерваториям, чтобы заранее запрашивать дополнительные наблюдения по программе Target of Opportunity — внеплановому выделению времени телескопа для изучения кратковременного события.

Закономерность пока проверена только на четырёх системах, поэтому нужны новые наблюдения. Учёным предстоит установить, насколько быстро должен сокращаться радиус диска для запуска джета и почему предвестники появляются за несколько дней до события ixbt.comixbt.comixbt.comОткрыть источник ↗.