Учёные впервые определили скорость вращения чёрной дыры

Художественное изображение сверхмассивной чёрной дыры с аккреционным диском и плазменными джетами
(иллюстрация NASA/JPL-CalTech).

Астрономам впервые удалось измерить скорость вращения сверхмассивной чёрной дыры. Размеры этого удивительного объекта поражают воображение. Только представьте себе сферу, диаметр которой в восемь раз больше расстояния от Земли до Луны. При этом она вращается так быстро, что её поверхность двигается практически со скоростью света, а невероятная гравитация тянет за собой окружающее пространство на много миллионов километров.

Учёные использовали космические рентгеновские телескопы NuSTAR и XMM-Newton для наблюдения за центральной областью спиральной галактики NGC 1365, расположенной в 56 миллионах световых лет от Земли. NuSTAR предназначен для поиска источников рентгеновского излучения высокой энергии, в то время как XMM-Newton настроен на излучение меньшей энергии.

Часть электромагнитного спектра, охватываемая приборами космических телескопов XMM-Newton и NuSTAR (иллюстрация NASA/JPL-CalTech).

До сих пор измерению скорости вращения чёрных дыр мешали окружающие их облака газа. Но, объединив силу двух телескопов, исследователи смогли поработать с более широким спектром рентгеновского излучения и заглянуть внутрь центрального ядра.

Гравитация и вращение чёрной дыры создаёт вокруг него гигантский аккреционный диск. На его внутренней границе находится так называемый горизонт событий. Вся материя, которая пересекает эту воображаемую линию, навсегда исчезает в дыре. При этом трение в этой области создаёт мощное рентгеновское излучение, которое и помогло ведущему автору исследования Гвидо Ризалити (Guido Risaliti) и его коллегам из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA) точно определить эту границу.

Художественное изображение сверхмассивной чёрной дыры с аккреционным диском и плазменными джетами (иллюстрация NASA/JPL-CalTech).

Помимо этого по спектру излучения в приграничной области аккреционного диска, а также в гигантских джетах, которые выбрасываются из центра чёрной дыры, специалисты смогли точно рассчитать её массу и скорость вращения.

Как сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature, угловая скорость чёрной дыры составляет более 80% от скорости света. То есть она вращается близко к пределу, обозначенному теорией относительности Эйнштейна. 

Работа американских исследователей открывает новые возможности в изучении других чёрных дыр. Поэтому в ближайшее время можно ожидать новых исследований в этой области.

В этой таблице представлены основные модели, которые помогают определить скорость вращения чёрных дыр. Справа показаны спектры излучения, наблюдаемые когда: 1 – аккреционный диск и чёрная дыра вращаются в одном направлении, 2 – нет вращения, 3 – однонаправленное вращение (иллюстрация NASA/JPL-CalTech).

Также по теме:
Масса "частицы Бога" предрекла смерть Вселенной
Чёрные дыры растут быстрее, чем предполагалось ранее
В центре небольшой галактики найдена самая большая чёрная дыра Вселенной
Звезда у чёрной дыры поможет проверить Эйнштейна

Сегодня