Вспышки блазара OJ 287 объяснили временным аккреционным диском у черной дыры-спутника

Блазар OJ 287 известен своими квазипериодическими вспышками, природа которых долгое время оставалась загадкой. Международная группа астрофизиков представила новое объяснение этого явления, основанное на трехмерном гидродинамическом моделировании методом сглаженных частиц (SPH).

Исследователи рассмотрели систему из двух сверхмассивных черных дыр, где вторичная черная дыра движется по наклонной эллиптической орбите, периодически пересекая аккреционный диск первичной дыры. Моделирование показало, что такие пересечения могут вызывать резкие всплески темпа аккреции, но только при условии, что масса вторичной дыры составляет не менее 10% от массы первичной (отношение масс q ? 0.1).

При пересечении диска спутник начинает захватывать вещество, и всплески аккреции на первичную дыру происходят с задержкой примерно на время свободного падения — для OJ 287 это порядка нескольких месяцев. Эксцентриситет орбиты, толщина и вязкость диска влияют на амплитуду и временную структуру отклика: более высокий эксцентриситет приводит к более сильному и менее запаздывающему притоку газа к первичной дыре.

Ключевым результатом стало обнаружение у вторичной черной дыры так называемого «подхваченного» диска (pickup disc). Когда спутник достаточно массивен, он формирует собственный аккреционный диск из вещества, захваченного при пересечении. Масса такого диска может достигать 100–1000 масс Солнца. Если он аккрецируется за время, сравнимое с орбитальным периодом, то может обеспечить светимость, близкую к эддингтоновскому пределу, с тепловым излучением в ультрафиолетовом и крайнем ультрафиолетовом диапазонах.

Это объяснение хорошо согласуется с наблюдаемыми свойствами вспышек OJ 287 и может быть применимо к другим системам двойных черных дыр с похожими характеристиками. Работа опубликована в архиве препринтов arXiv.