Астрономы впервые зафиксировали прямое свидетельство вращения чёрной дыры, что позволило получить новые сведения о самых загадочных объектах Вселенной.
Объектом наблюдений стала сверхмассивная чёрная дыра в центре соседней галактики Messier 87, тень которой сфотографировал телескоп Event Horizon Telescope. Как и многие сверхмассивные чёрные дыры, М87 обладает мощными джетами, которые вылетают с полюсов со скоростью, близкой к скорости света, в межгалактическое пространство.
Учёные предсказывали, что эти космические джеты приводит в движение вращение чёрной дыры, но до сих пор прямые доказательства этого отсутствовали.
«После успешной съёмки чёрной дыры в этой галактике с помощью телескопа Event Horizon Telescope вопрос о том, вращается эта чёрная дыра или нет, стал главным для учёных, — сказал д-р Казухиро Хада из Национальной астрономической обсерватории Японии и соавтор работы. — Теперь предположение переросло в уверенность. Эта чёрная дыра чудовищных размеров действительно вращается».
Галактика M87 расположена в 55 млн. световых лет от Земли, а в центре её находится чёрная дыра в 6,5 млрд раз массивнее Солнца. Вокруг неё находится аккреционный диск из газа и пыли. Часть этого материала должна упасть в чёрную дыру и исчезнуть навсегда. Но некоторая часть будет выброшена с полюсов чёрной дыры со скоростью, превышающей 99,99% скорости света.
Теоретические модели предполагают, что за это явление отвечает вращение чёрной дыры. Учёные полагают, что заряженные частицы в диске создают мощное магнитное поле, и при вращении чёрная дыра увлекает за собой это поле. В результате поле закручивается таким образом, что может ускорять частицы, удаляющиеся от чёрной дыры в виде струй, извлекая при этом энергию из вращения чёрной дыры.
В последней работе, опубликованной в журнале Nature, использовались наблюдения за M87, полученные с помощью глобальной сети радиотелескопов в период с 2000 по 2022 год. В результате был обнаружен повторяющийся 11-летний цикл вращения струи, которая, как оказалось, прецессирует вокруг центральной точки на краю чёрной дыры. В результате ось вращения чёрной дыры не совпадает с осью вращения аккреционного диска, что приводит к колебаниям струи.
«Обнаружение этой прецессии даёт неоспоримое доказательство того, что сверхмассивная чёрная дыра в M87 действительно вращается. Это открытие углубляет наше понимание природы сверхмассивных чёрных дыр», — заявили авторы.
Доктор Зири Юнси, астрофизик из Калифорнийского университета, сказал: «Это очень интересно, поскольку говорит нам о том, что прецессия возможна только в том случае, если чёрная дыра имеет ненулевой спин. Это косвенное, но очень сильное подтверждение наличия у неё вращательного движения».
Юнси добавил, что вращение чёрной дыры может в будущем дать представление о катаклизмах, которые привели к образованию сверхмассивной чёрной дыры. «Тот факт, что она вращается и имеет наклон, говорит о том, что в её прошлом произошло нечто довольно сумасшедшее, — сказал он. — В какой-то момент в её истории произошло нечто бурное».
