Чёрные дыры — это космические водостоки, воронки гравитации, затягивающие вещество из окружающего пространства. Этот процесс, называемый аккрецией, не всегда проходит гладко: часть падающего газа может быть выброшена обратно в виде узких релятивистских струй — джетов. У сверхмассивных чёрных дыр в центрах галактик аккреция обычно тянется миллионы лет, и за это время наблюдатель не успевает заметить смену режимов — например, переход от спокойного поглощения к фазе мощных выбросов. Однако природа предоставила нам ускоритель времени: когда обычная звезда-неудачница (возможно, коричневый карлик или планета) подходит слишком близко к чёрной дыре, приливные силы растягивают её в тонкую нить — происходит «спагеттификация». Вещество звезды быстро образует аккреционный диск, и весь цикл «затягивание — выброс» проигрывается за недели или месяцы, позволяя астрономам детально отследить его этапы.
Используя данные фотометрии — измерения свечения в разных диапазонах, — учёные заметили поразительную закономерность: решающий переход от состояния, когда световое давление самого диска способно раздувать падающий газ (режим сверхкритической аккреции), к более спокойному истечению наступает при одном и том же относительном уровне яркости. Порог составляет около 2% от пиковой светимости — того максимума, при котором излучение могло бы «сдуть» аккрецирующий газ, как слишком сильный ветер сносит листья с дорожки. Этот критический порог оказался одинаковым для чёрных дыр массой всего в несколько солнечных и для гигантов в миллиарды солнечных масс. Аналогия здесь точна, хотя и упрощает физику: представьте, что кухонная раковина и исполинский океанский водоворот меняют характер брызг и пены при одном и том же напоре воды — то есть переход определяется не абсолютными размерами, а фундаментальным соотношением сил.
Это открытие помогает объяснить загадочные задержки появления джетов после начала приливного разрушения звезды и убедительно доказывает: физика «слива» вещества в чёрные дыры универсальна. Масштаб может различаться в миллиарды раз, но законы, управляющие аккрецией и рождением струй, остаются едиными для всей Вселенной.
Предел яркости, за которым свет выдувает материю, для дыры в 10 миллионов Солнц сравним с сиянием сотен миллиардов солнц. Всего 2% от этой величины — всё ещё ослепительный блеск, и именно на этом уровне дыра переключает режим выброса.
В «Интерстеллар» чёрная дыра Гаргантюа разрывает звезду — похожие катастрофы в реальности привели к открытию единого закона для чёрных дыр.