Учёные впервые определили скорость вращения чёрной дыры

Художественное изображение сверхмассивной чёрной дыры с аккреционным диском и плазменными джетами

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

Часть электромагнитного спектра, охватываемая приборами космических телескопов XMM-Newtonи NuSTAR

Часть электромагнитного спектра, охватываемая приборами космических телескопов XMM-Newtonи NuSTAR
(иллюстрация NASA/JPL-Caltech).

В этой таблице представлены основные модели, которые помогают по спектрам излучения определить скорость вращения чёрных дыр, когда: 1 √ аккреционный диск и чёрная дыра вращаются в одном направлении, 2 √ нет вращения, 3 √ однонаправленное вращение

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

Художественное изображение сверхмассивной чёрной дыры с аккреционным диском и плазменными джетами
Часть электромагнитного спектра, охватываемая приборами космических телескопов XMM-Newtonи NuSTAR
В этой таблице представлены основные модели, которые помогают по спектрам излучения определить скорость вращения чёрных дыр, когда: 1 √ аккреционный диск и чёрная дыра вращаются в одном направлении, 2 √ нет вращения, 3 √ однонаправленное вращение
Группа учёных объединила мощность двух космических рентгеновских телескопов, чтобы заглянуть за облако газа, скрывающее сверхмассивную чёрную дыру в центре далёкой галактики. Астрономам впервые удалось определить скорость вращения подобного объекта.

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