Магнитные диски продлевают жизнь квазарам в ранней Вселенной
Международная группа астрофизиков представила исследование, которое объясняет, почему некоторые квазары в ранней Вселенной остаются яркими гораздо дольше, чем предсказывают стандартные модели. Работа опубликована на сервере препринтов arXiv.
Ученые рассчитали максимальные временные шкалы, в течение которых аккреция на черную дыру может поддерживаться с заданной скоростью — как с учетом магнитной поддержки диска, так и без нее. Затем эти оценки сравнили с реальными продолжительностями жизни квазаров, восстановленными по наблюдениям фотоионизованных зон вблизи этих объектов.
Оказалось, что короткие эпизоды активности (менее 10 тысяч лет) вполне объяснимы давлением газа. Однако для самых долгоживущих квазаров, которые светят более 10 тысяч лет, требуется дополнительный механизм поддержки. Таким механизмом, по мнению авторов, является магнитное поле, которое затягивается в диск из окружающей галактики.
Расчеты показывают, что в таких дисках магнитное давление может в сотню раз превышать газовое. При этом отсутствие надежно зарегистрированных квазаров с продолжительностью жизни более миллиона лет согласуется с тем, что основными источниками поддержки диска остаются газовое давление и адвектированные магнитные поля.
Это добавляет весомые аргументы в пользу того, что магнитные поля играют ключевую роль в быстром росте сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной. Ранее считалось, что гравитационная фрагментация диска должна была бы ограничивать время активной фазы, но новые данные указывают на более сложную картину.
Результаты важны для понимания эволюции галактик и процессов, происходивших в первые миллиарды лет после Большого взрыва. Дальнейшие наблюдения с помощью телескопов нового поколения помогут проверить предсказания модели.
