В центре галактики M87 скрывается сверхмассивная чёрная дыра, и она поистине чудовищна. Это одна из крупнейших чёрных дыр в нашем окружении, и она стала идеальной первой целью для Телескопа горизонта событий.
Учёные по-новому взглянули на сверхмассивную чёрную дыру, используя знаковые изображения, полученные Телескопом горизонта событий, и выяснили, с какой скоростью вращается этот монстр и сколько материала он поглощает.
Результаты поразительны. Чёрная дыра, масса которой в 6,5 миллиарда раз превышает массу нашего Солнца, вращается со скоростью примерно 80% от максимально возможной в теории во Вселенной. Для сравнения, внутренний край её аккреционного диска вращается со скоростью около 14% от скорости света — это примерно 42 миллиона метров в секунду.
Команда пришла к таким выводам, изучая «яркое пятно» на исходных изображениях чёрной дыры. Этот асимметричный свет не просто так — он вызван эффектом, называемым релятивистским доплеровским излучением. Материал с одной стороны диска движется к нам настолько быстро, что кажется гораздо ярче, чем материал, движущийся от нас. Измеряя разницу в яркости, учёные смогли рассчитать скорость вращения.
Исследователи также изучили закономерности магнитного поля вокруг чёрной дыры, которые действуют как дорожная карта того, как материал засасывается внутрь. Они обнаружили, что материя падает в чёрную дыру со скоростью около 70 миллионов метров в секунду — примерно 23% от скорости света.
Используя эти измерения, учёные подсчитали, что чёрная дыра в M87 поглощает от 0,00004 до 0,4 масс Солнца каждый год. Это может показаться большим количеством, но на самом деле это довольно скромно для такой массивной чёрной дыры — она работает значительно ниже того, что учёные называют «пределом Эддингтона», а значит, находится в относительно спокойной фазе.
Самое главное, энергия, исходящая от всего этого падающего материала, по-видимому, идеально соответствует выходной мощности знаменитого джета M87 — этого впечатляющего луча частиц, выстреливающего почти со скоростью света и простирающегося на тысячи световых лет. Это подтверждает идею о том, что эти мощные джеты действительно питаются за счёт процесса поглощения чёрной дырой материи.
Исследование, опубликованное в The Astrophysical Journal Letters, представляет собой важный шаг вперёд в понимании того, как работают сверхмассивные чёрные дыры. Хотя предыдущие оценки вращения M87 варьировались от 0,1 до 0,98, новый метод предполагает, что она определённо находится на высоком уровне — не менее 0,8, а возможно, и гораздо ближе к теоретическому максимуму в 0,998.
По мере того как мы готовимся к созданию ещё более мощных телескопов и методов получения изображений, чёрная дыра в M87, вероятно, останется космической лабораторией для проверки нашего понимания гравитации, пространства-времени и самой экстремальной физики во Вселенной. Каждое новое измерение приближает нас к ответу на фундаментальные вопросы о том, как эти космические монстры формируют целые галактики и, возможно, даже как они повлияют на окончательную судьбу космоса.
Предоставлено Universe Today