Сверхмассивная черная дыра в сердце галактики Мессье 87 вращается
Сверхмассивная черная дыра в центре галактики Мессье 87 — это первая черная дыра, реальное изображение которой, а точнее — ее тени, удалось получить с помощью телескопов в хорошем качестве. Теперь международная группа исследователей выяснила, что она вращается и испускает мощную релятивистскую струю, которая раскачивается, подобно маятнику.
В течение двух десятилетий радиотелескопы наблюдали за черной дырой, которая находится в самом сердце галактики Мессье 87 (M87) на расстоянии около 55 миллионов световых лет от Земли в созвездии Девы. Но только в 2019 году команда проекта Event Horizon Telescope (Телескоп горизонта событий), вращается, соединив 11 радиотелескопов на четырех континентах в один огромный радиоинтерферометр, получила четкое изображение окружающего ее аккреционного диска — первое в истории. Теперь же приборы зафиксировали мощную релятивистскую струю, которая выделяется из полюсов сверхмассивной черной дыры.
Согласно новому исследованию международной группы ученых, эта струя плазмы раскачивается подобно маятнику в течение 11-летнего цикла. Исследователи считают, что так происходит из-за гравитационного взаимодействия между вращающейся черной дырой, которая примерно в 6,5 миллиарда раз массивнее Солнца, и аккреционным диском вокруг нее. По мнению ученых, новое открытие позволит пролить свет на то, как формируются и эволюционируют черные дыры.
Для определения 11-летнего периода колебаний релятивистской струи, команде пришлось собрать данные высокого разрешения о структуре M87 за последние 20 лет и провести их тщательный анализ. Они выяснили, что струя меняет свое направление примерно на 10 градусов каждые 11 лет. Результаты соответствуют теоретическому моделированию на суперкомпьютере.
В 2019 году астрономы заметили колеблющиеся струи, которые вырывались из черной дыры, расположенной гораздо ближе к нам, примерно в 8000 световых годах от Земли. Периодичность времени их колебания составляла всего несколько минут — это самые частые колебания такого рода, которые когда-либо наблюдались астрономами.
Для сравнения: последние данные показывают, что колебания струй черной дыры M87 наблюдаются гораздо реже. Однако они по-прежнему согласуются с теоретическими предсказаниями, сделанными Эйнштейном в его общей теории относительности. Согласно ОТО, вращающаяся черная дыра настолько массивна, что она притягивает окружающую ткань пространства и времени внутрь. Этот же эффект отмечается и в новом исследовании ученых, поскольку ось вращения черной дыры не выровнена относительно оси вращения окружающего аккреционного диска, из которого черная дыра всасывает звездный материал. Именно это приводит к колебаниям струи черной дыры.
Тем не менее пока точно неизвестно, какие именно процессы заставляют черные дыры вращаться. Основное предположение заключается в том, что черные дыры меньшего размера образуются, поглощая звездное вещество через аккреционный диск, что и заставляет их быстро вращаться. Считается, что с течением времени они сталкиваются и в конечном счете сливаются, образуя сверхмассивные черные дыры. Чтобы подтвердить гипотезу, исследователям нужно изучить скорость вращения черных дыр разных размеров, и новое исследование — это один из шагов в этом направлении.
Самое популярное
