Астрономы придумали новый способ оценить массу черной дыры

Учёные из Института астрономии Макса Планка, Тель-Авивского университета, Университета Санта-Барбары и Лейденского университета впервые смогли продемонстрировать возможность прямого определения массы квазара с помощью метода, называемого спектроастрометрией, и уже по массе квазара — определить массу черной дыры, вокруг которой он закручивается.

Даже самые сверхмассивные черные дыры не очень велики. Измерить их размеры, впрочем, и так непросто. Однако  астрономы разработали новую методику, которая позволяет оценить массу черной дыры по движению горячего газа вокруг нее — даже если сама черная дыра меньше одного пикселя

Сверхмассивные черные дыры окружены тоннами перегретой плазмы. Плазма закручивается вокруг дыры, образуя аккреционный диск, который постоянно подает материал в черную дыру. Из-за крайне сильной гравитации этот газ движется невероятно быстро и ярко светится — так получаются квазары. Квазары обнаружить  относительно легко, но количественно оценить свойства центральной черной дыры уже гораздо сложнее. 

Спектроастрометрия основана на наблюдении за областью вокруг черной дыры. Часть вращающегося газа будет двигаться в нашем направлении, а часть — в от нас. Та часть, что движется к нам, будет иметь синее смещение, а часть, движущаяся от нас — красное, благодаря эффекту Доплера. Разделяя спектральную и пространственную информацию о собранном свете, а также статистически моделируя измеренные данные, учёные смогут получить информацию о массе чёрной дыры, что гораздо меньше одного пикселя на изображении.

Команда успешно применила эту технику к квазару J2123-0050. Они обнаружили, что центральная черная дыра имеет массу 1,8 миллиарда солнечных масс. Однако для того, чтобы вывести эту методику на новый уровень, потребуются новые телескопы. Впрочем, скоро должен войти в строй космический телескоп Джеймс Уэбб, который поможет в этой задаче.