Черные дыры известны тем, что притягивают вещество, но они также могут выбрасывать мощные струи частиц - джеты, которые движутся в космосе почти со скоростью света. Эти выбросы возникают в экстремальных условиях вокруг черной дыры, где газ нагревается, закручиваясь внутрь в аккреционном диске (вращающемся диске падающего на черную дыру вещества), и испускает рентгеновское излучение. Предсказывать такие события пока сложно.

Группа исследователей из Японии под руководством профессора Тосихиро Кавагути (Университет Тоямы) и доктора Кадзутаки Ямаоки (Нагойский университет) изучила наблюдения четырех систем с черными дырами. Их работа опубликована в The Astrophysical Journal 5 ноября 2026 года. Ученые искали изменения, предшествующие выбросам джетов.

В предыдущем исследовании 2025 года та же группа предположила, что джет запускается, когда внутренний край аккреционного диска (внутренний радиус, R_in) быстро сжимается к последней устойчивой круговой орбите (ISCO) - ближайшей к черной дыре орбите, на которой вещество еще может безопасно обращаться. Чтобы проверить это, команда проанализировала архивные рентгеновские и радиоданные еще трех систем: XTE J1550-564, GX 339-4 и MAXI J1820+070. Они отслеживали R_in, изменения рентгеновской изменчивости (колебаний потока излучения) и скорость потока газа к черной дыре, сравнивая с моментами радиовспышек, указывающих на выброс джета.

Оказалось, что во всех четырех системах примерно за 1-10 дней до выброса джета наблюдалось уменьшение R_in и рентгеновской изменчивости, тогда как скорость потока газа не показывала резких скачков. Более того, в двух системах джеты возникли при скоростях потока ниже теоретического предела Эддингтона - порога, при котором давление излучения уравновешивает гравитацию. Это ставит под сомнение модели, где выброс джета требует высокой скорости аккреции.

По словам Кавагути, мониторинг R_in подходит для предсказания времени выбросов. Исследователи предлагают систему оповещения: когда R_in и рентгеновская изменчивость продолжают уменьшаться, а R_in приближается к ISCO, астрономам отправляется предупреждение. Это даст окно от нескольких часов до нескольких дней, чтобы решить, проводить ли наблюдения. "Разработка "прогноза джетов" позволит сосредоточить обсерватории на ожидаемом времени выбросов и ускорит понимание физики джетов", - добавляет Кавагути.

Авторы отмечают, что найденные ранние признаки помогают предсказывать эти трудноуловимые события. Более частые наблюдения позволят изучить процессы, которые лежат в основе самых энергетических явлений Вселенной и, возможно, связаны с историей нашей планеты. "Джеты производят высокоэнергичные фотоны и частицы, такие как нейтрино, а космические лучи давно влияют на эволюцию живых существ на Земле, включая человека", - заключает Кавагути.

Источник: Phys.org