Астрофизики описали два типа погоды у сверхмассивных черных дыр
Астрофизики изучили, как сверхмассивные черные дыры (СМЧД) питаются газом из окружающего горячего гало. В новом исследовании, опубликованном на arXiv, ученые провели трехмерные гидродинамические симуляции с высоким разрешением, чтобы отследить конденсацию газа и формирование многобразной среды вокруг черной дыры.
В центре внимания оказался так называемый «мезомасштаб» – область, соединяющая крупномасштабное гало с окрестностями черной дыры. Оказалось, что характер аккреции сильно зависит от интенсивности турбулентных движений в горячем газе.
При слабой турбулентности газ быстро остывает и конденсируется в компактную область радиусом около 100 парсек – такой режим авторы назвали «дождливым». В нем основная масса холодного газа сосредоточена близко к центру, и аккреция происходит относительно спокойно.
При сильной турбулентности процесс растягивается во времени: холодные нити газа протягиваются на тысячи парсек, создавая «бурную» погоду. При этом черная дыра все равно получает достаточно топлива – скорость аккреции в обоих режимах периодически возрастает в сто раз по сравнению с горячим режимом Бонди.
Ученые подчеркивают, что переключение между режимами может происходить при относительно небольших изменениях уровня турбулентности. Это дает новое понимание того, как сверхмассивные черные дыры регулируют рост своих галактик.
Результаты открывают путь к интерпретации наблюдений многобразной аккреции и обратной связи от активных ядер галактик. В будущем авторы планируют учесть магнитные поля и более реалистичные модели охлаждения.
