Черная дыра нашей Галактики вращается на пределе своих возможностей

Проект, возглавляемый Университетом Саутгемптона, показал, что черная дыра способна вращаться на пределе своих скоростей вокруг своей оси.

В исследовании, финансируемым Королевским астрономическим сообществом и опубликованном в издании Astrophysical Journal,  была задействована международная команда астрономов.  

Используя наблюдения на основе самых современных технологий, группа исследователей нашла доказательства того, что черная дыра звездной массы в нашей Галактике (известная как 4U 1630-472) вращается на пределе своих скоростей (со скоростью 92-95 процентов от теоретически допустимой скорости вращения) вокруг своей оси.

Материал, попадающий в черную дыру подвержен гравитационным напряжениям и таким высоким температурам, что начинает ярко светиться в рентгеновских лучах, которые астрономы и увидели с помощью телескопов.

В соответствии с Общей теорией относительности Эйнштейна (GR), если черная дыра быстро вращается, то она изменит пространство и время вокруг нее способом, отличным от такового для черной дыры, которая не вращается.

Такие модификации высоких скоростей вращения возможно отследить благодаря излучению от материала, вращающегося очень близко к черной дыре перед тем как пропасть в ней.  Следовательно, если изменение формы излучающих спектров может быть каким-либо образом определено, то и черная дыра может использоваться для измерения интенсивности ее вращения.

«Обнаружение сигнатур, которые позволяют нам измерять вращение, чрезвычайно сложно. Сигнатура встроена в спектральную информацию, которая очень специфична для скорости, с которой вещество попадает в черную дыру. При этом спектры часто очень сложны, в основном, из-за излучения окружающей среды вокруг черной дыры.

Во время наших наблюдений нам посчастливилось получить спектр непосредственно от излучения вещества, падающего в черную дыру, после чего достаточно просто измерить искажения, вызванные вращающейся черной дырой», — отметил Доктор Маюх Пахари из Университета Саутгемптона, ведущий автор нового исследования  

Черная дыра образуется, когда умирает массивная звезда, и материя оказывается зажатой в крошечном пространстве под действием силы тяжести, попадающей в свет. Гравитационная сила настолько мощная, что вся масса звездного ядра раздроблена до теоретической точки. Однако эту точку невозможно увидеть напрямую, потому что ничто, даже свет, не может вырваться из области вокруг нее, оправдывая тем самым название объекта.

На сегодняшний день астрономические черные дыры могут быть полностью охарактеризованы только двумя свойствами: массой и скоростью вращения. Поэтому измерения этих двух свойств имеют уникальную важность для исследования некоторых экстремальных аспектов Вселенной и связанной с ними фундаментальной физики.