Найдена гигантская черная дыра, вращающаяся медленнее своих родственников

Астрономы провели рекордное измерение спина гигантской черной дыры, одного из двух фундаментальных свойств черных дыр, и обнаружили, что она вращается медленнее, чем большинство ее меньших родственников.

Это дает подсказки о том, как растут некоторые из самых больших черных дыр во Вселенной, рассказывают в Рентгеновской обсерватории НАСА "Чандра", передают OstanniPodii.com.

Сверхмассивные черные дыры содержат в миллионы и даже миллиарды раз больше массы, чем наше Солнце. Астрономы считают, что почти каждая большая галактика имеет в своем центре сверхмассивную черную дыру. Хотя существование сверхмассивных черных дыр не оспаривается, ученые до сих пор пытаются понять, как они растут и эволюционируют. Одна из важнейших частей информации – это скорость вращения черных дыр.

"Каждую черную дыру можно определить лишь двумя параметрами: ее спином и массой", - говорит Джулия Сиск-Рейнс из Института астрономии (IoA) Кембридского университета (Великобритания), возглавившая новое исследование. "Хотя и звучит достаточно просто, выяснить эти значения для большинства черных дыр оказалось невероятно сложной задачей".

Для получения этого результата исследователи наблюдали рентгеновские лучи, которые отскакивали от диска вращающегося вокруг черной дыры материала в квазаре, известном как H1821+643. Квазары содержат быстрорастущие сверхмассивные черные дыры, которые генерируют большое количество излучения в небольшой области вокруг черной дыры. Черная дыра H1821+643, расположенная в галактическом кластере на расстоянии около 3,4 миллиарда световых лет от Земли, имеет массу от 3 до 30 миллиардов солнечных масс, что делает ее одной из самых мощных из известных. Для сравнения, сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики весит около четырех миллионов Солнц.

Мощные гравитационные силы вблизи чёрной дыры изменяют интенсивность рентгеновского излучения на разных энергиях. Чем больше это изменение, тем ближе внутренний край диска должен быть к точке невозврата черной дыры, известной как горизонт событий. Поскольку вращающаяся черная дыра захватывает за собой пространство и позволяет материи вращаться ближе к ней, чем это возможно для невращающейся, рентгеновские данные могут показать, насколько быстро вращается черная дыра.

"Мы обнаружили, что черная дыра в H1821+643 вращается примерно с половиной скорости большинства черных дыр массой от миллиона до десяти миллионов Солнц", - сказал соавтор Кристофер Рейнольдс, также из IoA. "Вопрос на миллион долларов: Почему?"

Ответ может заключаться в том, как растут и эволюционируют эти сверхмассивные черные дыры. Это относительно медленное вращение поддерживает идею о том, что самые массивные черные дыры, такие как H1821+643, растут в основном путем слияния с другими черными дырами или путем втягивания газа из случайных направлений, когда их большие диски нарушаются.

Растущие сверхмассивные черные дыры, вероятно, часто претерпевают значительные изменения спина, включая замедление или закручивание в противоположное направление. Поэтому предполагается, что у мощнейших черных дыр должен наблюдаться более широкий диапазон скоростей вращения, чем у менее массивных их родственников.

С другой стороны, ученые ожидают, что менее массивные черные дыры накапливают большую часть своей массы за счет вращающегося вокруг них газового диска. Поскольку ожидается, что такие диски будут стабильными, входная материя всегда приближается с направления, которое заставит черные дыры вращаться быстрее, пока они не достигнут максимально возможной скорости, каковоя является скорость света.

"Умеренное вращение этого ультрамассивного объекта может быть свидетельством бурной, хаотической истории величайших черных дыр Вселенной", - сказал соавтор Джеймс Мэтьюс, тоже из IoA. "Это также может дать понимание того, что произойдет с сверхмассивной черной дырой нашей галактики через миллиарды лет, когда Млечный Путь столкнется с Андромедой и другими галактиками".

Эта черная дыра предоставляет информацию, которая дополняет то, что астрономы узнали о сверхмассивных черных дырах в нашей галактике и в М87, наблюдение за которыми были получены с помощью телескопа "Горизонт событий". В этих случаях массы черных дыр хорошо известны, но их спин – нет.

Статья с описанием результатов работы Сиск-Рейнс и ее коллег опубликована в журнале "Ежемесячные сообщения Королевского астрономического общества".

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.