В нашей галактике обнаружена черная дыра, быстро вращающаяся вокруг себя

Проект, возглавляемый Университетом Саутгемптона, показал, что черная дыра вращается почти на максимально возможной скорости вокруг своей оси. Исследование пролило больше света на характеристики черных дыр и окружающей их среды.

Используя наблюдения от самых современных технологий, группа исследователей нашла доказательства того, что черная дыра в нашей галактике (известная как 4U 1630-472) вращается быстро (со скоростью 92-95 процентов от теоретически допустимой скорости вращения) вокруг своей оси при всасывании падающего материала. Он подвержен гравитационным напряжениям и таким высоким температурам, что начинает ярко светиться в рентгеновских лучах, которые астрономы наблюдают с помощью телескопов.

В соответствии с Общей теорией относительности Эйнштейна (ОТО), 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 прямо влияют на форму излучения от материала, вращающегося очень близко к черной дыре, прежде чем исчезнуть. Следовательно, если изменение формы излучающих спектров может быть каким-либо образом определено, то ОТО может использоваться для измерения вращения черной дыры.

Результаты этого исследования важны, поскольку ранее высокие скорости вращения приблизительно пяти черных дыр были точно определены количественно. «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. Спектры, однако, часто очень сложны в основном из-за излучения окружающей среды вокруг черной дыры» — говорят ученые.

Черная дыра создается, когда умирает массивная звезда, и материя оказывается зажатой в крошечном пространстве под действием силы тяжести, попадающей в свет. Гравитационная сила настолько сильна, что вся масса звездного ядра сжата до теоретической точки. Эта точка, однако, не может быть видна непосредственно, потому что ничто, даже свет, не может вырваться из области вокруг нее, оправдывая тем самым название объекта.

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.

Mayukh Pahari et al. AstroSat and Chandra View of the High Soft State of 4U 1630–47 (4U 1630–472): Evidence of the Disk Wind and a Rapidly Spinning Black Hole, The Astrophysical Journal (2018). DOI: 10.3847/1538-4357/aae53b