Как быстро вращается сверхмассивная чёрная дыра в центре Млечного Пути?

Черная дыра
Чёрная дыра в представлении художника. Авторы и права: NASA’s Goddard Space Flight Center.

Если Эйнштейн не ошибался, то чёрная дыра характеризуется тремя свойствами: массой, вращением и электрическим зарядом.

Заряд чёрной дыры должен быть почти нулевым, поскольку вещество, захваченное этим объектом, электрически нейтрально. Масса чёрной дыры определяется размером её горизонта событий и может быть измерена несколькими способами: используя, например, яркость материала, вращающегося вокруг неё, или наблюдая за орбитальным движением ближайших звёзд. Вращение чёрной дыры определить намного сложнее.

Чёрные дыры вращаются вокруг своей оси подобно звёздам и планетам. Разница в том, что чёрные дыры не имеют физической поверхности, как звёзды и планеты. Вращение чёрной дыры, как и масса, является свойством пространства-времени. Вращение определяет, как пространство искажается вокруг чёрной дыры. Чтобы измерить вращение чёрной дыры, вам нужно изучить, как материя ведёт себя рядом с ней.

На сегодняшний день было измерено вращение некоторых сверхмассивных чёрных дыр. С помощью нескольких активных чёрных дыр мы можем изучать рентгеновские лучи, испускаемые их аккреционными дисками. Рентгеновский свет от диска получает прирост энергии от вращения, и, измеряя это усиление, мы можем определить скорость вращения. Другой способ – получить прямое изображение чёрной дыры, как мы это сделали с той, что находится в центре M87.

Фото чёрной дыры
C помощью сети радиотелекопов EHT, учёным удалось сфотографировать чёрную дыру в галактике M87. Авторы и права: NASA / EHT Collaboration.

Но мы до сих пор ничего не знаем о вращении ближайшей к нам сверхмассивной чёрной дыры, той, что находится в нашей собственной галактике. Наша чёрная дыра не очень активна и намного меньше, чем та, что находится в M87. Мы не можем измерить её вращение, наблюдая за светом проходящим рядом с ней. Но в новой статье, опубликованной недавно в Astrophysical Journal Letters утверждается, что есть ещё один способ определить величину вращения.

Предложенный метод использует свойство, известное как перетаскивание кадра (frame dragging). Когда массивный объект вращается, он слегка скручивает пространство вокруг себя. Мы знаем, что это реально, потому что уже измерили эффект перетаскивания кадра. Вращение чёрной дыры создаёт такое же перетаскивание кадра, и, измеряя его, мы можем определить вращение чёрной дыры. Мы не можем вывести зонд на орбиту вокруг чёрной дыры, как это было с Землёй, но мы можем использовать что-то лучшее.

Стрелец A
G-объекты, вращающиеся вокруг сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A* в представлении художника. Авторы и права: Jack Ciurlo.

Сотни звёзд, а также G-объекты вращаются вокруг чёрной дыры в центре нашей галактики. Около сорока из них, известных как S-звёзды, имеют орбиты, близкие к чёрной дыре. Со временем их орбиты смещаются из-за эффекта перетаскивания кадра. Если мы можем измерить эти сдвиги, мы можем измерить вращение – чем больше вращение, тем больше смещение орбиты.

В новой работе команда исследовала орбиты S-звёзд и не обнаружила смещения кадра. Учитывая, насколько хорошо мы знаем орбиты этих звёзд, мы знаем, что чёрная дыра в центре нашей галактики должна вращаться медленно. Команда определила, что её вращение может быть не более 0,1 по шкале от 0 до 1, что означает, что она вращается менее чем на 10% от максимально возможной скорости вращения чёрной дыры. Напротив, вращение чёрной дыры в галактике M87 составляет не менее 0,4.

Присоединяйся

Вы могли пропустить:

Комментарии 1

  • Звезды вращают вокруг оси смерча, входом в который и является Чёрная дыра. Звезды, основой которых являются нейтронные матрицы, образуются на выходе из этого смерча. Чем моложе звезда, тем меньше должен быть радиус её орбиты.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.