Ученые ограничили предел размера черных дыр

Даже обжоры не могут есть вечно. Когда черные дыры в сердцах галактик набухают до 50 миллиардов масс нашего Солнца, они могут потерять диски газа, которые используют в качестве космических откормочных площадок. У большинства галактик в центре расположена сверхмассивная черная дыра. Вокруг нее есть регион пространства, в котором газ оседает в орбитальный диск. Этот газ может терять энергию и падать внутрь, вскармливая черную дыру. Но эти диски считаются неустойчивыми и склонны собираться в звезды.


Теоретически черная дыра может вырасти такой большой, что поглотит стабильную часть диска и уничтожит его. Тем не менее, большинство людей считает, что черные дыры не смогут достичь такого размера. «Об этом не стоит беспокоиться, поскольку требуется колоссальная масса», — говорит Эндрю Кинг из Университета Лестера в Великобритании.

И все же наблюдались намеки на то, что должен существовать предел. В 2008 году независимая группа во главе с Прией Натараян из Йельского университета и Йезекилем Трейстером из Университета Консепсьон в Чили подсчитали, сколько черные дыры должны были пировать в ранней Вселенной и сколько осталось свободного газа, который они могли поглощать в последнее время.

Учитывая то, сколько черные дыры кушали на заре Вселенной, утверждали ученые, самая жадная из них могла бы вырасти до размера в 50 миллиардов солнечных масс.

Открытие огромных черных дыр за последние несколько лет побудили Кинга вернуться к этому вопросу. Самые тяжелые черные дыры, которые мы видели, обладают массой в 40 миллиардов солнечной, и на основе этого Кинг подсчитал, насколько большой могла стать черная дыра, чтобы ее внешние края препятствовали формированию диска. Он также пришел к выводу в 50 миллиардов солнечных масс, подтвердив предыдущие выводы.

Без диска черная дыра остановилась бы в росте, следовательно, это ее верхний предел. Единственный способ заставить ее стать еще больше — если бы прямо на нее упала звезда или же с ней слилась другая черная дыра. Но ни один процесс не откармливает ее так эффективно, как газовый диск. «Если вы не сольетесь с другим монстром, вы не заметите почти никакой разницы в массе черной дыры», говорит Кинг.

Хотя Натараян пришла к такому же пределу, она думает, что подход Кинга может быть отчасти упрощенным. Расчеты Кинга сосредоточены на стабильности газового диска, но Натараян говорит, что нельзя также игнорировать количество газа вокруг черной дыры.

По мере того как газ по спирали стекает в черную дыру, он облучает остатки диска рентгеновскими лучами, которые расчищают окружающую среду — и, значит, черная дыра, которая кормится слишком быстро, может подавиться своей едой настолько, что выпустит газы и сметет весь стол. Количество доступного газа помогает определить, когда это случится.

«Стоит принимать во внимание окружение центра галактики, в котором находится черная дыра, — говорит Натараян. — Недостаточно просто смотреть на гравитационную стабильность».

http://hi-news.ru/