Przełomowe badanie prowadzone przez Northwestern University wywróciło do góry nogami wcześniejsze poglądy na temat nawyków żywieniowych supermasywnych czarnych dziur.

Wbrew ogólnie przyjętym przekonaniom, te kosmiczne giganty pochłaniają otaczającą materię znacznie szybciej, niż wcześniej sądzono. Wyniki uzyskane z symulacji w wysokiej rozdzielczości zapewniają wgląd w tajemnicze zachowanie kwazarów i mogą zasadniczo zmienić nasze rozumienie tych tajemniczych obiektów.

Badanie, opublikowane 20 września w The Astrophysical Journal, dostarcza nowego wglądu w szaleństwo żerowania supermasywnych czarnych dziur. Jeśli wcześniej zakładano, że czarne dziury absorbują materię powoli, symulacje wykazały, że proces ten zachodzi znacznie szybciej.

Symulacje pokazują, że wirujące czarne dziury zaginają otaczającą czasoprzestrzeń, powodując rozerwanie turbulentnego wiru gazu zwanego dyskiem akrecyjnym. W rezultacie powstają wewnętrzne i zewnętrzne poddyski. Najpierw czarna dziura pożera pierścień wewnętrzny, a następnie szczątki z zewnętrznego subdysku przedostają się do środka, wypełniając lukę. Ten cykl „jedz – dawaj – jedz” trwa kilka miesięcy, czyli jest szokująco szybki w porównaniu z poprzednimi szacunkami obejmującymi setki lat.

Konsekwencje tego odkrycia są dalekosiężne. Może to pomóc w wyjaśnieniu zagadkowego zachowania kwazarów, które należą do najjaśniejszych obiektów na nocnym niebie. Kwazary wykazują nagłe rozbłyski, a następnie znikają bez wyjaśnienia. Jak sugerują symulacje, szybkie powiększanie się i zanikanie obserwowane w tych obiektach jest zgodne ze zniszczeniem i uzupełnieniem wewnętrznych obszarów dysku akrecyjnego.

Nick Kaaz, główny autor badania, wyjaśnia: „Klasyczna teoria dysku akrecyjnego przewiduje, że dysk ewoluuje powoli. Jednakże wydaje się, że niektóre kwazary zmieniają się dramatycznie w krótkich okresach czasu. Zjawiska, które obserwujemy w naszych symulacjach, potencjalnie mogą to wyjaśnić. szybki wzrost i spadek jasności odpowiada zniszczeniu wewnętrznych obszarów dysku.”

Dyski akrecyjne otaczające czarne dziury są niezwykle złożone, co utrudnia ich dokładne modelowanie. Poprzednie założenia, że ​​dyski te były uporządkowane i stopniowo zasilały czarną dziurę przez długie okresy czasu, okazały się błędne. Nowe symulacje pokazują chaotyczną naturę tych dysków, rzucając światło na ich nieprzewidywalne zachowanie.

Konsekwencje tych badań wykraczają poza astrofizykę. Zrozumienie nawyków żywieniowych supermasywnych czarnych dziur ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia ewolucji galaktyk i roli, jaką czarne dziury odgrywają w powstawaniu Wszechświata. Te przełomowe badania otwierają nowe kierunki badań i podważają istniejące teorie, torując drogę do głębszego zrozumienia tych kosmicznych zjawisk.