Черная дыра-половинщица: астрономы выяснили, что космические титаны теряют половину съеденного

Астрономы использовали Очень Большой Телескоп (VLT) для наблюдения за мощным выбросом вещества из далекой черной дыры. Наблюдение в очередной раз показывает, что даже самые голодные черные дыры — чрезвычайно неаккуратные едоки, а также в беспрецедентных деталях раскрывает «пищеварительные процессы» этих космических титанов.

Исследование сосредоточено на системе черной дыры Swift J1727.8−1613, расположенной примерно в 8800 световых годах от нас, и на бурном приступе космического несварения и ярких извержениях, которые система вызвала еще в 2023 году. Именно этот эпизод первоначально привел к открытию Swift J1727.8−1613 в 2023 году, в результате чего система стала одним из ярчайших источников рентгеновского излучения в небе над Землей.

Команда астрономов теперь обнаружила, что когда эта черная дыра жадно срывала звездный материал со своей звезды-компаньона, часть этого вещества была поглощена, но остальной звездный материал был выброшен обратно в космос в виде высокоскоростных джетов и мощных чернодырочных ветров. Они также установили, что наиболее массивные выбросы вещества происходили, когда аккреционная активность черной дыры была гораздо ниже, чем считалось ранее. Итогом стал вывод: черные дыры — вовсе не те «бездонные ямы», какими их представляли ученые, а скорее сложные космические пищеварительные системы.

«Люди часто представляют, что черные дыры просто заглатывают все вокруг, — сказал руководитель группы Ноэль Кастро Сегура из Уорикского университета в Великобритании. — То, что мы видим, — гораздо более сложный процесс. Вещество падает внутрь, система его перерабатывает, и поразительное количество выбрасывается обратно».

Меняющееся лицо питающейся черной дыры

Swift J1727.8−1613 состоит из черной дыры, окруженной вращающимся диском материи, оторванной от звезды-компаньона. Это вещество все еще обладает моментом вращения, поэтому оно не может непосредственно упасть в черную дыру, а вместо этого формирует структуру, называемую аккреционным диском. Колоссальное гравитационное влияние черной дыры порождает интенсивные приливные силы и трение в аккреционном диске, перегревая его и заставляя ярко светиться.

Наблюдения этого светящегося диска, проведенные Сегурой и его коллегами, отличаются от предыдущих исследований вспышек черных дыр: их детальное исследование позволило им наблюдать, как система Swift J1727.8−1613 менялась с течением времени, питаясь звездой.

Получившееся «кино» о питающейся черной дыре показало, что, пока космический титан выбрасывал джеты, медленно питающий его аккреционный диск претерпевал собственные изменения. Это дает ученым редкую и мимолетную возможность заглянуть в связь, существующую между материей, падающей к пасти черной дыры, и веществом, выбрасываемым наружу с околосветовой скоростью в виде плазменных струй.

Команда также обнаружила, что даже после того, как «пиршество» черной дыры утихло, она, по-видимому, продолжала питать чернодырочные ветры из плотного газа. Исследователи предполагают, что количество выброшенного черной дырой вещества может в итоге сравняться с массой поглощенного, а это означает, что половина ее звездной трапезы была в конечном счете утеряна в космосе.

«Если черные дыры могут продолжать сбрасывать вещество даже после своих крупнейших вспышек, это означает, что они, возможно, гораздо менее эффективные едоки, чем мы предполагали ранее, — добавил Сегура. — Значительная часть "блюда" может вообще никогда не достичь черной дыры, что меняет наше понимание того, как эволюционируют двойные звезды в галактиках».

Тот факт, что команда сумела пронаблюдать весь цикл питания этой черной дыры — от начальной вспышки до ее драматического и весьма ветреного финала, — рисует более четкую и динамичную картину этого процесса, чем та, к которой ученые имели доступ когда-либо прежде.

«Обычно мы тяготеем к драматическому фейерверку, когда начинается вспышка черной дыры, но наши наблюдения показывают, что финал может быть столь же интенсивным», — сказал Кайл Соломонс, докторант-исследователь из Кейптаунского университета.

Исследование команды было опубликовано в среду, 29 июля, в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).

Половина обеда — в трубу: почему «неэффективные едоки» меняют астрофизику

Открытие команды Сегуры подрывает одно из базовых представлений о черных дырах как о гравитационных пылесосах, засасывающих все без разбора. Если половина вещества, оторванного от звезды-компаньона, выбрасывается обратно в космос джетами и ветрами еще до того, как пересечь горизонт событий, это означает, что реальная скорость роста сверхмассивных черных дыр может быть вдвое ниже расчетной. Для космологии это серьезный вызов: модели, объясняющие, как за миллиарды лет сформировались черные дыры в центрах галактик, придется пересматривать с учетом этих «потерь на ветер». Кроме того, обнаружение плотных газовых ветров уже после окончания основного аккреционного эпизода намекает на то, что «отрыжка» черной дыры — это не разовое событие, а затяжной процесс обратной связи, который может влиять на звездообразование в окрестностях галактического ядра еще долго после того, как сама вспышка угасла.

Источники: исследование в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), опубликованное 29 июля 2026 г.; заявления Ноэля Кастро Сегуры (Уорикский университет) и Кайла Соломонса (Кейптаунский университет); данные наблюдений VLT.