Впервые измерена скорость вращения сверхмассивной черной дыры

Двойная черная дыра и квазар

Результаты моделирования профессора Маури

Недавняя обсервационная кампания с участием более двух десятков оптических телескопов и космических телескопов НАСА позволила команде астрономов очень точно измерить скорость вращения одной из самых массивных черных дыр во Вселенной. Скорость вращения этой супермассивной черной дыры составляет одну треть от максимальной скорости вращения позволенной в общей теории относительности или скорости света.

Вес этой черной дыры достигает веса 18 миллиардов солнечных масс, а ее квазар OJ287 находится примерно в 3,5 миллиарда световых лет от Земли. Квазары представляют собой очень яркие центры далеких галактик, которые излучают огромное количество электромагнитного излучения из-за того, что вещество падает в их массивные черные дыры.

Тщательный анализ этих наблюдений показал, что OJ287 производит квазипериодические оптические вспышки с интервалом около 12 лет, начиная с 1891 года. Кроме того, изучение новых наборов данных указало на наличие двойных пиков в этих вспышках.

Джеты далекой черной дыры показались в свечении от Большого Взрыва

Эти выводы побудили профессора Маури Валтонен из Университета Турку в Финляндии и его сотрудников разработать модель, которая показала, что квазар OJ287 укрывает две неравные по массе черные дыры. Модель включает в себя массивную черную дыру с аккреционным диском (диск межзвездного материала, образованный веществом попадающим в такие объекты, как черные дыры) и другую черную дыру, меньшую по размерам, которая вращается вокруг нее. В квазаре OJ287 наблюдается очень медленная аккреция вещества в аккреционном диске самой большой черной дыры. Кроме того, небольшая черная дыра проходит через аккреционного диска по своей орбите,что заставляет материал диска нагреваться до очень высоких температур. Этот нагретый материал вытекает из обеих сторон аккреционного диска и дает очень сильное излучение в течение нескольких недель. Это приводит к пикам в яркости, а двойные пики возникают из-за эллиптичности орбиты, как показано на рисунке.

Ученые: черные дыры изгоняют материю в космические пустоты

Модель бинарной черной дыры OJ287 предполагает, что орбита меньшей черной дыры должна вращаться и это показывает где и когда меньшая дыра воздействует на аккреционный диск. Об этом же эффекте свидетельствует и общая теория относительности Эйнштейна. Прецессионная скорость черной дыры зависит в основном от двух масс черных дыр и скорости вращения более массивной черной дыры. В 2010 году Валтонен и его коллеги смогли проанализировать восемь ярких вспышек OJ287 и достаточно точно измерить скорость прецессии орбиты меньшей по размерам черной дыры. Этот анализ позволил впервые измерить скорость вращения массивной черной дыры и сделать точную оценку массы двух черных дыр.

Смотрите также

Популярные материалы