Crne rupe različitih masa mogu pokrenuti mlazove pri približno istoj kritičnoj stopi dotoka materijala. Kada dotok oslabi nakon početne faze snažnog priljeva, mlaz čestica može se pojaviti i oko crne rupe zvjezdane mase i oko one koja je milijunima puta masivnija od Sunca.
Zaključak proizlazi iz analize događaja u kojima supermasivna crna rupa rastrga zvijezdu koja joj se previše približila. Takvi događaji astronomima nude rijetku priliku da u nekoliko godina prate promjenu dotoka materijala, proces koji bi uz uobičajeni dotok materijala prema supermasivnoj crnoj rupi trajao tisućama godina. Rad je objavljen u časopisu Nature Astronomy.
Kako plimni događaj otkriva rad crne rupe
Plimni događaj nastaje kada gravitacija crne rupe nadjača gravitaciju koja na okupu drži zvijezdu. Zvijezda se tada razvlači u dugačak tok plina. Dio tog materijala kruži oko crne rupe i postupno pada prema njoj, a dio može biti izbačen u usmjerenom mlazu plazme.
Tim koji je predvodila Adelle Goodwin s Međunarodnog centra za radioastronomska istraživanja u Australiji usporedio je 20 takvih događaja. Za deset njih bilo je moguće dovoljno pouzdano povezati stopu dotoka materijala s vremenom pojave radijskog mlaza. Istraživači su pritom spojili optička, ultraljubičasta, rendgenska i radijska mjerenja.
Analiza je pokazala dvije faze u kojima se mlaz može pojaviti. U nekim događajima javlja se vrlo rano, dok je dotok materijala još iznimno snažan. U drugima se aktivira tek nakon više stotina ili tisuća dana, kada dotok materijala oslabi.
Granica od približno dva posto
Kasnije pokretanje mlaza zabilježeno je kada je stopa dotoka pala na otprilike dva posto Eddingtonove granice. To je referentna vrijednost koja opisuje ravnotežu između gravitacije i tlaka zračenja iz materijala koji pada prema crnoj rupi. Slična se granica već povezivala s nastankom mlazova kod mnogo manjih crnih rupa u našoj galaksiji.
Eddingtonova granica nije ista za svaku crnu rupu jer ovisi o njezinoj masi, ali služi kao zajedničko mjerilo za usporedbu sustava. Izražavanje dotoka kao udjela te granice omogućuje astronomima da usporede zvjezdane i supermasivne crne rupe na istoj fizičkoj skali. Upravo je takva usporedba omogućila da se u novoj analizi izdvoji prag koji se ne vidi kada se promatra samo apsolutna količina materijala.
Rezultat ne znači da se svaki mlaz pokreće na potpuno istoj vrijednosti niti da je fizika svih sustava identična. Pokazuje da se u različitim rasponima masa pojavljuje sličan prijelaz u ponašanju akrecijskog toka. Crna rupa tada više ne prima materijal na isti način kao u fazi iznimno snažnog dotoka, a dio energije može se preusmjeriti u usmjereni mlaz plazme.
Kako bi se razumjelo što takvi tokovi rade u blizini crne rupe, korisna je i dugotrajna analiza mlazova aktivnih galaksija. Na Kozmosu smo ranije opisali kako su astronomi iz 116 radijskih opservacija sastavili 27-godišnji slijed promjena u mlazu blazara 3C 345. Ti rezultati pokazuju koliko je važno pratiti isti objekt kroz dulje razdoblje, umjesto uspoređivati samo pojedinačne snimke.
Zašto je zajednička granica važna
Ako se isti prag potvrdi u većem broju sustava, astronomi bi mogli preciznije planirati radioopservacije. Kod plimnih događaja nije dovoljno znati gdje je crna rupa rastrgala zvijezdu; važno je procijeniti i kada će dotok oslabjeti do razine na kojoj bi se mlaz mogao aktivirati. Tada bi radioteleskopi mogli usmjeriti opservacije na najizglednije trenutke.
To je osobito važno za buduće preglede neba i niz teleskopa Square Kilometre Array, koji će otkrivati mnogo više prolaznih događaja. Veći broj opservacija mogao bi pokazati vrijedi li prag od približno dva posto i za sustave koji se razlikuju po vrtnji crne rupe, magnetskom polju ili geometriji dotoka.
Za sada je najčvršći zaključak skromniji, ali važan: različito velike crne rupe možda ne pokreću mlazove nasumično. U njihovoj se akrecijskoj priči pojavljuje zajednička granica, a nova mjerenja tek trebaju pokazati koliko je ona univerzalna.
