Коливання простору-часу. Уперше виміряли швидкість обертання чорної діри: у чому сюрприз

Автори дослідження, опублікованого в журналі Nature, використали подію приливного руйнування чорної діри для обчислення швидкості обертання надмасивної чорної діри. Науковці з'ясували, що коливання нещодавно створеного аккреційного диска є ключем до розуміння цього параметра космічного монстра. Виявилося, що швидкість обертання менша, ніж очікувалося, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Астрономи вважають, що надмасивні чорні діри в центрах галактик народжуються внаслідок злиття менших чорних дір і створений об'єкт має прискорене обертання. Якщо виміряти швидкість обертання, що це дасть можливість дізнатися більше про створення надмасивної чорної діри. Автори дослідження запропонували новий спосіб вимірювання цієї швидкості, який заснований на впливі чорної діри на тканину-простору-часу. Астрономи вперше використали спостереження за коливаннями аккреційного диска чорної діри, який виник у результаті події приливного руйнування (TDE) для оцінки швидкості обертання надмасивної чорної діри.

Руйнування зірки чорною дірою

TDE, внаслідок якого відбувається викид рентгенівського випромінювання, виникає, коли чорна діра розриває на частини зірку, що наблизилася до неї. Відбувається руйнування зірки, коли вся її речовина розтягується в довгу смугу і частина цього матеріалу огортає чорну діру, а частина відлітає в космос. З речовини, що огорнула чорну діру, виникає гарячий аккреційний диск, з якого потім матерія потрапляє в чорну діру. Приливні сили, які зруйнували зірку, спричиняють величезне тертя в аккреційному диску з газу і пилу, через що він починає яскраво світитися.

Під час обертання надмасивні чорні діри захоплюють за собою саму тканину простору-часу, і це називається ефектом Лензе-Тиррінга. Цей ефект також викликає короткочасне коливання нещодавно створеного аккреційного диска чорної діри. Вчені з'ясували, що це коливання можна використовувати для визначення швидкості обертання надмасивної чорної діри.

Величезна чорна діра

Учені виявили спалах рентгенівського випромінювання, що отримав назву AT2020ocn, який з'явився в галактиці на відстані приблизно 1 млрд світлових років від нас. Науковці з'ясували, що це випромінювання з'явилося внаслідок події приливного руйнування, яка виникла біля чорної діри, маса якої в 1-10 млн більша за масу Сонця. Учені з'ясували, що через ефект Лензе-Тіррінга рентгенівське випромінювання коливається. Це вказало на коливання яскравого і гарячого акреційного диска під впливом обертання чорної діри.

Протягом кількох місяців астрономи стежили за змінами рентгенівського випромінювання і за тим, як змінювалося коливання аккреційного диска. У результаті вони змогли визначити, наскільки сильно на цей диск з матерії впливає обертання чорної діри і яка швидкість цього обертання. Також учені враховували масу чорної діри і масу зруйнованої нею зірки.

Швидкість обертання чорної діри

Як показали результати, швидкість обертання надмасивної чорної діри була не такою великою, як очікувалося. І це був сюрприз для вчених. Виявилося, що ця швидкість становить 25% швидкості світла (швидкість світла — 300 000 км/с).

За словами авторів дослідження, новий метод дасть змогу виміряти швидкість обертання сотень чорних дір, а це своєю чергою допоможе краще зрозуміти еволюцію космічних гігантських монстрів упродовж існування Всесвіту.

Як уже писав Фокус, згідно з нещодавнім дослідженням, життя на Марсі могло існувати не тільки в минулому, але може існувати і зараз. Вчені вважають, що навіть екстремальні умови на Марсі здатні підтримувати життя.

Також астрономи з'ясували, що вода, якою наповнена Земля, ймовірно виникла ще до того, як з'явилося Сонце. І тільки набагато пізніше ця вода наповнила океани нашої планети, як уже писав Фокус.