Двойные сверхмассивные черные дыры могут подолгу не поглощать вещество: новая модель предсказывает их обнаружение в оптике
Международная группа астрофизиков представила новое моделирование аккреции вещества на двойные сверхмассивные черные дыры, которое объясняет, почему некоторые из них длительное время не поглощают газ, но остаются видимыми. Работа опубликована на сервере препринтов arXiv.
Ученые использовали гидродинамические симуляции с самосогласованным учетом термодинамики — нагрева от вязкости и гидродинамических процессов, а также радиационного охлаждения. В отличие от более простых моделей с постоянной температурой, новый подход показал, что газ, накапливающийся на внешнем краю полости вокруг двойной системы, нагревается, но при этом области, через которые идут аккреционные потоки, остаются холодными.
Это приводит к подавлению аккреции на черные дыры при низких темпах поступления газа — вплоть до предела Эддингтона. Такая фаза может длиться очень долго. Однако, несмотря на низкие темпы аккреции, двойные системы в этой фазе остаются достаточно яркими и переменными в оптическом и ближнем инфракрасном диапазонах.
По оценкам авторов, такие объекты могли бы быть обнаружены в предстоящих широкоугольных обзорах неба, в частности телескопами LSST и Roman Space Telescope. Они будут выглядеть как необычно слабые в рентгене активные ядра галактик с отсутствием или слабостью эмиссионных линий.
Работа также предлагает улучшение численных схем для моделирования аккреции с учетом энергетического баланса. Это открывает путь к более точным предсказаниям наблюдательных проявлений двойных черных дыр на поздних стадиях эволюции.
Результаты важны для понимания того, как растут сверхмассивные черные дыры и как они взаимодействуют с окружающим газом. Возможно, часть популяции рентгеновски-слабых AGN объясняется именно долгой неаккреционной фазой у двойных систем.
