Черная дыра в центре Млечного Пути сжимает пространство-время в «футбольный мяч»
Сверхмассивная черная дыра Стрелец A* (Sgr A*) вращается настолько быстро, что вызывает сжатие пространства-времени вокруг нее, придавая ему форму, напоминающую футбольный мяч. Ученые с помощью нового метода определили примерную скорость черной дыры в центре Млечного Пути на основании того, как к ней притягивается газ и как из нее выходят струи плазмы.
Новое исследование провели ученые из США и Канады под руководством Рут Агнес Дэйли из Университета штата Пенсильвания. Чтобы рассчитать вращение Sgr A*, ученые использовали метод истечения, который детализирует взаимосвязь между вращением черной дыры и ее массой, а также свойствами вещества вблизи наблюдаемого объекта и свойствами истечения. Струи создают радиоволны, в то время как газовый диск, окружающий черную дыру, отвечает за рентгеновское излучение.
Используя этот метод, исследователи объединили данные, полученные от рентгеновской обсерватории NASA «Чандра» и радиотелескопа VLAим. Карла Дж. Янского, с независимой оценкой массы черной дыры, полученной с других телескопов. Выяснилось, что Sgr A* вращается с угловой скоростью, которая составляет около 60% от максимально возможного значения, и с моментом импульса, составляющим около 90% от максимально возможного значения.
На изображении, которое опубликовало NASA, показывается поперечное сечение Стрельца A* и материал, вращающийся вокруг него в виде диска. Черная сфера в центре представляет собой так называемый «горизонт событий черной дыры» — точку невозврата, из которой не может вырваться ничего, даже свет. Если смотреть на вращающийся объект сбоку, как показано на этом снимке, окружающее пространство-время имеет форму футбольного мяча. Причем чем быстрее вращение, тем этот «мяч» ровнее.
Желто-оранжевый материал с обеих сторон — это газ, который циркулирует вокруг Стрельца A*. Он неизбежно устремляется к черной дыре и пересекает горизонт событий, попадая внутрь области, подобной мячу. Синие пятна — это струи плазмы, которые выходят из полюсов вращающейся черной дыры. Если смотреть на Стрелец А* сверху вниз, вдоль струи, пространство-время имеет круглую форму.
Вращение черной дыры может быть важным источником энергии, поскольку во время него создаются коллимированные потоки, такие как струи. Для этого что нужно, чтобы вблизи черной дыры было хотя бы немного газообразного вещества. Из-за ограниченного количества «топлива» вокруг Стрельца А*, черная дыра в последние тысячелетия была относительно спокойной с довольно слабыми струями. Однако, по словам исследователей, это может измениться, если количество материи вблизи объекта увеличится.
