Астрофизики вывели порог Эддингтона для формирования X-образных радиогалактик

Астрофизики из группы исследователей, представивших новую работу на arXiv, предложили количественное объяснение тому, почему некоторые радиогалактики имеют необычную X-образную морфологию. У таких объектов наблюдаются две пары джетов, расходящихся под углом, что выглядит как буква X. Долгое время происхождение этой структуры оставалось дискуссионным.

В новой модели рассматривается конкуренция между двумя процессами: эволюцией спина сверхмассивной черной дыры и радиационным затуханием плазмы в реликтовых радиоджетах. Авторы показали, что для одновременной видимости обеих осей необходимо, чтобы смена направления джетов происходила быстрее, чем затухает старое радиоизлучение.

Ключевым параметром стало отношение Эддингтона — темп аккреции на черную дыру относительно ее максимальной светимости. Ученые оценили характерное время смены оси примерно как 5 миллионов лет, деленных на это отношение, а время видимости старых джетов — от 5 до 20 миллионов лет. Сопоставление этих величин дает критическое значение отношения Эддингтона в диапазоне от 0.3 до 1.

Если аккреция идет с темпом выше этого порога, система успевает проявить X-образную структуру. Ниже порога смена оси происходит слишком медленно, и старая плазма уже потускнела, поэтому наблюдается только одна пара джетов.

Авторы отмечают естественную зависимость от окружения: эффективная аккреция легче поддерживается в средах с низкой плотностью, тогда как в богатых скоплениях галактик обратная связь от активного ядра подавляет аккрецию, переводя ее в радиационно неэффективный режим. Это объясняет, почему X-образные радиогалактики реже встречаются в массивных скоплениях.

Наблюдаемая доля таких объектов — всего 1-5% от всей популяции радиогалактик — получается естественным следствием ограниченного временного окна, а также геометрических эффектов и условий обнаружения. Работа представляет собой развитие предыдущей модели и дает проверяемые предсказания для будущих наблюдений.