Astronomowie z University of Leicester po raz pierwszy zarejestrowali upadek materii w supermasywną czarną dziurę z prędkością równą 30% prędkości światła. Wskazuje to, że plazma krążąca wokół dziury nie tworzy płaskiego dysku akrecyjnego, ale złożoną strukturę chaotycznych pierścieni. Artykuł naukowców został opublikowany w czasopiśmie Royal Astronomical Society.
PG211 + 143, oddalona od Ziemi o ponad miliard lat świetlnych, to galaktyka Seyferta, czyli galaktyka z aktywnym rdzeniem, które uwalnia ogromną ilość energii. W centrum jądra znajduje się żerująca supermasywna czarna dziura, wokół której znajduje się dysk szybko obracającej się materii. Dysk ten emituje silne promieniowanie elektromagnetyczne, które przekracza granicę Eddingtona, co oznacza, że siła pojawiających się pól w niektórych obszarach przekracza siły grawitacyjne czarnej dziury. Rezultatem są ultraszybkie wypływy (UFO) plazmy, które osiągają 0,2 razy prędkość światła.
Dane z Kosmicznego Teleskopu XMM-Newton i innych instrumentów pokazały, że wewnętrzny dysk wokół czarnej dziury ma złożoną strukturę, powodując ultraszybkie wyrzuty z różnych regionów rozwijające się z różnymi prędkościami. Wcześniejsze badania sugerowały, że niektóre z tych wyrzutów mogą wpaść prosto w czarną dziurę, kwestionując koncepcję płaskiego dysku akrecyjnego, w którym materia powoli wiruje w kierunku horyzontu zdarzeń.
Obliczenia pokazują, że na dyski w aktywnych jądrach galaktyki wpływają siły powstające w efekcie Lense-Thirring, który obserwuje się w pobliżu obracających się masywnych ciał. Pojawiają się dodatkowe przyspieszenia, podobne do przyspieszenia Coriolisa. W rezultacie dysk rozpada się na oddzielne pierścienie gazu, które zaczynają się losowo przesuwać. Pierścienie te mogą zderzać się ze sobą, w wyniku czego materia w nich traci prędkość i wpada do czarnej dziury. W tym przypadku szczątkowy moment pędu, który charakteryzuje ruch obrotowy, może umożliwić gazowi uformowanie dysku o mniejszym promieniu.
Naukowcy przeanalizowali dane uzyskane za pomocą Kosmicznego Teleskopu XMM-Newton i znaleźli dowody na krótkotrwały strumień plazmy skierowany w czarną dziurę z prędkością 0,3 razy większą od prędkości światła. Dowodzi to, że dyski akrecyjne są rzeczywiście zdolne do pękania.
Astronomowie zauważają, że ta chaotyczna akrecja powstrzymuje wirowanie czarnej dziury i pozwala jej szybko rosnąć. Pomogłoby to rozwiązać problem supermasywnych czarnych dziur we wczesnym Wszechświecie, które według jednej z hipotez wyłoniły się z dużych „embrionów” - czarnych dziur uformowanych bezpośrednio z gigantycznych obłoków gazu lub z zapadania się szczególnie dużych gwiazd. Wyniki badań pokazują, że tak masywne zarodki nie są potrzebne.