Почему в семнадцати квазарах «муравей заполз на карусель»?

Почему в семнадцати квазарах «муравей заполз на карусель»?

...Но, как оказалось, хотя все подобные квазары выглядят похоже, на деле их сходство обманчиво. Ну а сумятицу в доселе стройную картину квазарного единства внесло исследование астронома Патрика Холла (Patrick Hall) из Йоркского университета в Торонто (Канада) и его коллег.

Но сначала небольшое отступление. В 1930-х самым действенным средством обнаружения самолётов был звуковой. Звукометрические станции того времени буквально вслушивались в тональность летящего объекта: если он удалялся, то гул его мотора становился выше, и наоборот. По сути, астрономы используют тот же эффект для понимания того, в каком направлении движется далёкий от Земли наблюдаемый объект. Если волны света удлиняются (краснеют), то это значит, что движение происходит в одну сторону относительно земного наблюдателя; если же они становятся слегка короче обычного для такого источника (сдвигаются в фиолетовую часть спектра), то и породившее их тело движется в другом (от нас) направлении.

В этом смысле и с квазарами всё всегда было по-пионерски позитивно и по-комсомольски однозначно: движение газа в их аккреционных дисках (АД) размерами больше круга, описываемого Землёй вокруг Солнца, осуществлялось от чёрных дыр в центре АД к земному наблюдателю. Соответствующие теории без напряжения объясняли такую динамику газа в АД, и всем было приятно.

И вот теперь исследователи подвергли беспристрастной проверке ситуацию с огромным числом квазаров из Слоановского цифрового обзора неба (SDSS III), и вот что выяснилось: из множества учтённых квазаров у 17 газ движется в «неправильную» сторону — от земного наблюдателя, по всей видимости, в направлении к чёрной дыре. Казалось бы — да и бог с ними, один квазар на 10 000 всё равно погоду не делает. И вообще, что тут такого страшного? Ведь движение газа к притягивающей всё на своём пути ЧД выглядит вполне естественным.

«Материя, падающая в чёрную дыру, не кажется чем-то удивительным, — соглашается с нами Патрик Холл. — Но то, что мы обнаружили, всё-таки очень загадочно и не описано ни одной теорией». Очевидно, теперь такую теорию предстоит создать, вот только с какой бы стороны к ней подойти?

Дело в том, что аккреционный диск не только место общественного питания для ЧД, но и эффективный ограничитель её аппетитов. Тепло и излучение квазара разогревает газ окрест АД и вышвыривает его подальше, часто ускоряя до 60 000 км/с. Чем больше «ест» дыра, тем сильнее греется окружающая её материя, и тем самым на бурный аппетит центрального тела накладываются эффективнейшие ограничения по типу отрицательной обратной связи.

И потом, «если этот газ падает именно в эти ЧД, тогда мы не понимаем, почему он не падает во все остальные наблюдаемые ЧД», недоумевает г-н Холл. Действительно, почему только одна из 10 000 дыр демонстрирует столь необычное поведение газа вокруг себя? И что не дает излучению от ЧД разогнать этот газ в стороны?

В попытках спасти нынешние стройные-логичные теории выноса газа от СМЧД г-н Холл предполагает, что тот газ, который мы видим удаляющимся от нас в этих 17 странных квазарах, на самом деле не стремится в сами центральные СМЧД квазаров, а лишь вращается вокруг них, но его перемещение в момент наблюдений случайно было направлено от нас к СМЧД. Впоследствии он, однако, не упал в неё, а прошёл близко от горизонта событий, всё же будучи отброшенным от чёрной дыры позднее.

«Представьте себе муравья на вращающейся карусели, ползущего от её центра к краю, — предлагает аналогию Патрик. — Примерно половину времени вы будете видеть муравья, ползущего к вам, и примерно столько же вам будет казаться, что он удаляется. Такая же ситуация может быть и с газом в этих квазарах. Правда, и в этом случае газ в них движется не совсем обычно». Точнее не скажешь. Если бы такая картина была нормальной, мы вряд ли наблюдали бы её лишь на каждом 10-тысячном квазаре. Почему «муравей залез на карусель» только там, а во всех остальных случаях воздержался?

Итак, даже если идея г-на Холла верна, остаётся объяснить, почему «карусельный» механизм несвойствен всем остальным объектам такого рода. То есть переработки моделей поведения чёрных дыр и их непосредственного окружения всё равно не избежать...

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Phys.Org. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.