NASA/CXC/M.Weiss
Международный коллектив ученые впервые смог посчитать скорость вращения сверхмассивной черной дыры. Для этого они наблюдали за колебаниями аккреционного диска, появившегося в процессе поглощения черной дырой звезды. Оказалось, что сверхмассивная черная дыра AT2020ocn вращается со скоростью меньше 25% скорости света. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Каждая черная дыра вращается. Однако у разных объектов скорости отличаются. На темпы вращения сильно влияет то, как черная дыра росла. Если она увеличивалась в основном за счет аккреции (поглощения вещества звезд и других объектов), то она будет вращаться быстро. А если черная дыра сливается с другими черными дырами, то темпы вращения будут ниже, так как сливающиеся черные дыры с разными темпами будут тормозить друг друга.
Однако вращение черной дыры сложно изучить, и до сих пор астрономы никогда не могли этого сделать на практике. Проблема в том, что сами по себе черные дыры не испускают свет, из-за чего такие нюансы существования невозможно разглядеть. Тем не менее в последние годы астрофизики предположили, что отследить вращение черной дыры можно в момент приливного разрушения — события, при котором черная дыра притягивает, разрывает и поглощает звезду. Колеблющийся диск из растянутого вещества звезды может быть измеримым индикатором вращения черной дыры.
Однако поймать такой момент очень сложно. Авторы нового исследования несколько лет искали события приливного разрушения, которые были бы достаточно близки для изучения. В феврале 2020 года астрономы зафиксировали вспышку AT2020ocn. Она происходила от галактики, расположенной на расстоянии примерно миллиарда световых лет от нас. Она появилась сразу после события приливного разрушения.
Так как вспышка была достаточно яркая и близкая, ученые попытались выявить и зафиксировать колебания аккреционного диска. Для этого они использовали рентгеновский телескоп NASA NICER.
В течение 200 дней астрономы наблюдали за AT2020ocn. Событие испускало рентгеновские лучи, которые достигали пика интенсивности каждые 15 дней в течение нескольких циклов. Ученые интерпретировали эти циклы как покачивания аккреционного диска, в ходе которых он направлял в сторону телескопа то больше, то меньше лучей — как будто кто-то размахивает фонариком в разные стороны с одинаковым интервалом.
Используя полученные данные и физические теории, астрофизики высчитали скорость вращения черной дыры. Она оказалась менее 25% от скорости света.
Таким образом, ученые впервые смогли высчитать вращение черной дыры с помощью аккреционного диска. Телескопы, которые будут запущены в ближайшие годы, позволят узнать об этом явлении больше.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.