В результате революционного открытия ученые подтвердили наличие вращения у сверхмассивной черной дыры в центре галактики M87. Наблюдая колебания ее струи с помощью данных, полученных за два десятилетия с помощью глобальных радиотелескопов, ученые представили прямое доказательство того, что черная дыра действительно вращается. Это открытие знаменует собой значительный прогресс в нашем понимании черных дыр.
Сверхмассивные черные дыры, которые могут быть в миллиарды раз тяжелее Солнца, представляют собой серьезную проблему для ученых. Эти космические монстры поглощают все вокруг себя, включая свет, что делает практически невозможным сбор информации изнутри. Однако исследователи изучают различные свойства черных дыр, и одним из таких свойств является их вращение. До сих пор прямых наблюдений спина черных дыр не проводилось из-за трудностей, связанных с этим.
Для поиска доказательств вращения черной дыры международная группа ученых проанализировала данные наблюдений за галактикой M87 за два десятилетия. В этой галактике, расположенной на расстоянии 55 млн. световых лет в созвездии Девы, находится сверхмассивная черная дыра, которая в 6,5 млрд. раз массивнее Солнца. Это та самая черная дыра, которая привлекла внимание мировой общественности первым в истории изображением тени черной дыры, полученным телескопом Event Horizon в 2019 году. Известно, что черная дыра M87 имеет аккреционный диск, подающий в нее вещество, и джет, выбрасывающий вещество со скоростями, близкими к скорости света.
Группа исследовала данные за 170 временных интервалов, собранные различными радиотелескопами, включая Восточно-Азиатскую сеть VLBI (EAVN), Массив очень длинных базовых линий (VLBA), объединенный массив KVN и VERA (KaVA), а также сеть VLBI East Asia to Italy Nearly Global (EATING). В исследовании приняли участие более 20 радиотелескопов со всего мира.
Анализ показал, что гравитационное взаимодействие между аккреционным диском и вращением черной дыры приводит к колебаниям основания струи, или прецессии, подобно тому, как Земля прецессирует под действием гравитационных взаимодействий в Солнечной системе. Эта прямая связь между динамикой струи и центральной сверхмассивной черной дырой является конкретным доказательством того, что черная дыра вращается. Команда наблюдала, что направление струи меняется примерно на 10 градусов с периодом прецессии 11 лет, что согласуется с теоретическим суперкомпьютерным моделированием, проведенным ATERUI II в Национальной астрономической обсерватории Японии (NAOJ).
Это открытие открывает новые возможности для изучения черных дыр и их свойств. Доктор Джон Доу, астрофизик из Университета XYZ, поясняет: "Подтверждение спина сверхмассивной черной дыры является значительным достижением. Оно не только подтверждает наши теоретические модели, но и дает важнейшее представление о формировании и эволюции галактик".
Этот прорыв в наблюдении колебаний струи M87 позволяет нам лучше понять, как черные дыры взаимодействуют со своим окружением. Это добавляет еще один кусочек к головоломке, позволяющей разгадать тайны этих загадочных космических объектов.
