Проверка скорости вращения сверхмассивной черной дыры - отличный способ для астрономов проверить теорию Эйнштейна в экстремальных условиях - и внимательно посмотреть, как интенсивная гравитация искажает структуру пространства-времени. Теперь представьте себе монстра, который имеет массу, примерно в 2 миллиона раз превышающую нашу Солнце, имеет размеры в 2 миллиона миль в диаметре и вращается настолько быстро, что почти нарушает скорость света.
Фантазия? Не вряд ли. Это сверхмассивная черная дыра, расположенная в центре спиральной галактики NGC 1365 - и она собирается рассказать нам намного больше о том, как созревают черные дыры и галактики.
Что делает исследователей настолько уверенными, что они наконец сделали окончательные расчеты такой невероятной скорости вращения в далекой галактике? Благодаря данным, полученным с помощью Ядерно-спектроскопического телескопа, или NuSTAR, и рентгеновских спутников Европейского космического агентства XMM-Newton, команда ученых посмотрела в сердце NGC 1365 с помощью рентгеновских глаз - принимая во внимание местоположение горизонта событий - край вращающейся дыры, где окружающее пространство начинает втягиваться в пасть зверя.
«Мы можем отслеживать материю, когда она вихревает в черную дыру, используя рентгеновские лучи, испускаемые из областей, очень близких к черной дыре», - сказала соавтор нового исследования, главный исследователь NuSTAR Фиона Харрисон из Калифорнийского технологического института в Пасадене. «Излучение, которое мы видим, искажено и искажено движением частиц и невероятно сильной гравитацией черной дыры».
Однако на этом исследования не остановились, они продвинулись к внутреннему краю, чтобы охватить расположение аккреционного диска. Вот «Внутренняя стабильная круговая орбита» - пресловутая точка невозврата. Этот регион напрямую связан со скоростью вращения черной дыры. Поскольку пространство-время в этой области искажено, некоторые из них могут стать еще ближе к ISCO перед тем, как их втянуть. Что делает текущие данные настолько убедительными, так это возможность заглянуть глубже в черную дыру через более широкий диапазон рентгеновских лучей, что позволяет астрономы видят за завесой облака пыли, которые только запутывают прошлые показания. Эти новые результаты показывают, что искажает рентгеновские лучи не пыль, а сокрушительная гравитация.
«Это первый случай, когда кто-то точно измерил вращение сверхмассивной черной дыры», - сказал ведущий автор книги Гвидо Рисалити из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA) и INAF - обсерватории Арсетри.
«Если бы я мог добавить один инструмент в XMM-Newton, это был бы телескоп, подобный NuSTAR», - сказал Норберт Шартель, научный сотрудник XMM-Newton в Европейском центре космической астрономии в Мадриде. «Высокоэнергетическое рентгеновское излучение предоставило существенную недостающую часть головоломки для решения этой проблемы».
Хотя центральная черная дыра в NGC 1365 теперь является монстром, она не начиналась как единое целое. Как и все вещи, включая саму галактику, она развивалась со временем. За миллионы лет он приобрел обхват, поскольку он потреблял звезды и газ - возможно, даже сливаясь с другими черными дырами на этом пути.
«Вращение черной дыры - это воспоминание, запись прошлой истории галактики в целом», - пояснил Рисалити.
«Эти монстры, массы которых в миллионы и миллиарды раз превышают массы Солнца, образуются в виде маленьких семян в ранней вселенной и растут, глотая звезды и газ в своих галактиках-хозяевах, сливаясь с другими гигантскими черными дырами, когда сталкиваются галактики, или и то, и другое. », - сказал ведущий автор исследования Гвидо Рисалити из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в Кембридже, штат Массачусетс, и Итальянского национального института астрофизики.
Это новое вращение на черных дырах показало нам, что монстр может появиться из «упорядоченного наращивания», а не просто случайных множественных событий. Команда продолжит свои исследования, чтобы увидеть, как со временем меняются другие факторы, помимо вращения черной дыры, и продолжит наблюдать несколько других сверхмассивных черных дыр с помощью NuSTAR и XMM-Newton.
«Это чрезвычайно важно для области науки о черной дыре, - сказал Лу Калузински, научный сотрудник программы NuSTAR в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне, округ Колумбия. - Телескопы НАСА и ЕКА совместно решили эту проблему. Наряду с рентгеновскими наблюдениями с более низкой энергией, проводимыми с помощью XMM-Newton, беспрецедентные возможности NuSTAR для измерения рентгеновских лучей с более высокой энергией предоставили важную, недостающую часть головоломки для решения этой проблемы ».
Оригинальная история Источник: JPL / NASA News Release.
