Знайдено гігантську чорну діру, яка обертається повільніше за своїх родичів

Астрономи провели рекордне вимірювання спіну гігантської чорної діри, одного з двох фундаментальних властивостей чорних дір, та виявили, що вона обертається повільніше, ніж більшість її менших родичів.

Це надає підказки про те, як зростають деякі з найбільших чорних дір у Всесвіті, розповідають в Рентгенівській обсерваторії НАСА "Чандра", передають OstanniPodii.com.

Надмасивні чорні діри містять у мільйони та навіть мільярди разів більше маси, ніж наше Сонце. Астрономи вважають, що майже кожна велика галактика має у своєму центрі надмасивну чорну діру. Хоча існування надмасивних чорних дір не заперечується, вчені досі намагаються зрозуміти, як вони зростають та еволюціонують. Одна з найважливіших частин інформації – це швидкість обертання чорних дір.

"Кожну чорну діру можна визначити лише двома параметрами: її спіном і масою", - каже Джулія Сіск-Рейнс з Інституту астрономії (IoA) Кембридзького університету (Великобританія), яка очолила нове дослідження. "Хоча й звучить досить просто, з′ясувати ці значення для більшості чорних дір виявилося неймовірно складним завданням".

Для отримання цього результату дослідники спостерігали рентгенівські промені, які відскакували від диска матеріалу, що обертається навколо чорної діри у квазарі, відомому як H1821+643. Квазари містять надмасивні чорні діри, що швидко зростають, які генерують велику кількість випромінювання в невеликій області навколо чорної діри. Чорна діра H1821+643, розташована в галактичному кластері на відстані близько 3,4 мільярда світлових років від Землі, має масу від 3 до 30 мільярдів сонячних мас, що робить її однією з найпотужніших з відомих. Для порівняння, надмасивна чорна діра у центрі нашої галактики важить близько чотирьох мільйонів Сонць.

Потужні гравітаційні сили поблизу чорної діри змінюють інтенсивність рентгенівського випромінювання на різних енергіях. Чим більша ця зміна, тим ближче внутрішній край диска повинен бути до точки неповернення чорної діри, відомої як горизонт подій. Оскільки обертова чорна діра захоплює за собою простір і дозволяє матерії обертатися ближче до неї, ніж це можливо для необертової, рентгенівські дані можуть показати, наскільки швидко обертається чорна діра.

"Ми виявили, що чорна діра в H1821+643 обертається приблизно з половиною швидкості більшості чорних дір масою від мільйона до десяти мільйонів Сонць", - сказав співавтор Крістофер Рейнольдс, також з IoA. "Запитання на мільйон доларів: Чому?"

Відповідь може полягати в тому, як зростають та еволюціонують ці надмасивні чорні діри. Це відносно повільне обертання підтримує ідею про те, що наймасивніші чорні діри, такі як H1821+643, зростають в основному шляхом злиття з іншими чорними дірами або шляхом втягування газу з випадкових напрямків, коли їх великі диски порушуються.

Надмасивні чорні діри, що зростають таким чином, ймовірно, часто зазнають значних змін спину, включаючи уповільнення або закручування у протилежний напрямок. Тому передбачається, що у найпотужніших чорних дір повинен спостерігатися більш широкий діапазон швидкостей обертання, ніж у менш масивних їх родичів.

З іншого боку, вчені очікують, що менш масивні чорні діри накопичують більшу частину своєї маси за рахунок газового диска, що обертається навколо них. Оскільки очікується, що такі диски будуть стабільними, вхідна матерія завжди наближається з напрямку, який змусить чорні діри обертатися швидше, поки вони не досягнуть максимально можливої ​​швидкості, якою є швидкість світла.

"Помірне обертання цього ультрамасивного об′єкта може бути свідченням бурхливої, хаотичної історії найбільших чорних дір Всесвіту", - сказав співавтор Джеймс Метьюс, теж з IoA. "Це також може дати розуміння того, що станеться з надмасивною чорною дірою нашої галактики через мільярди років, коли Чумацький Шлях зіткнеться з Андромедою та іншими галактиками".

Ця чорна діра надає інформацію, яка доповнює те, що астрономи дізналися про надмасивні чорні діри в нашій галактиці та в М87, спостереження за якими були отримані за допомогою телескопа "Горизонт подій". У цих випадках маси чорних дір добре відомі, але їх спін – ні.

Статтю з описом результатів роботи Сіск-Рейнс та її колег опубліковано в журналі "Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства".

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.