«Исключительная находка»: как свет умирающей звезды помог вычислить скорость вращения чёрной дыры

Перепады гравитационных сил вблизи массивных чёрных дыр могут разорвать попавшие в их поле объекты. Звёзды в этом плане не являются исключением. В таком случае остатки разорванной звезды будут двигаться по спирали к горизонту событий, излучая свет, в том числе в рентгеновском диапазоне. Именно такое излучение американские учёные наблюдали в ходе нового исследования. В результате по «отголоскам» умирающей звезды астрофизикам впервые удалось вычислить скорость вращения чёрной дыры.

Специалисты наблюдали за сверхмассивной чёрной дырой, расположенной в центре галактики, удалённой от нас на 290 млн световых лет. В ноябре 2014 года оптические телескопы зарегистрировали вблизи этого гигантского объекта мощную вспышку света. При более детальном изучении учёные обнаружили, что вспышка появилась сразу после того, как приливные силы сверхмассивной чёрной дыры на кусочки разорвали попавшую в их поле звезду.

После этого астрофизики наблюдали, как осколки умирающей звезды по спирали движутся к горизонту событий. Одновременно с помощью рентгеновской обсерватории NASA Chandra и двух других космических телескопов специалисты исследовали свойства рентгеновского излучения, исходящего от обломков звезды.

Стоит отметить, что, поскольку сами чёрные дыры не излучают свет или какую-либо энергию, единственный способ измерить скорость их вращения — наблюдать за другими объектами, вращающимися вокруг них, а затем проанализировать результаты этих наблюдений, чтобы по ним можно было вычислить скорость вращения самих чёрных дыр.

Также по теме

Как два Солнца: на снимки попала самая долгая смерть звезды в чёрной дыре

Астрофизики зафиксировали самую долгую за всю историю наблюдений гибель звезды в чёрной дыре — продолжительность процесса превысила...

В ходе исследований учёным удалось установить, что чёрная дыра как минимум в несколько сотен тысяч раз тяжелее Солнца, а её диаметр в 300 раз превышает земной. Рентгеновские лучи от осколков звезды попадали в поле зрения телескопов раз в 131 секунду. Так продолжалось 450 дней. Всего специалистам удалось зарегистрировать более 300 тыс. вспышек света — столько раз остатки звезды совершили оборот по орбите космического гиганта. Объединив эти данные с информацией о массе и размерах чёрной дыры, астрономы выяснили, что она должна вращаться очень быстро — со скоростью больше половины скорости света в вакууме.

Учёные и раньше пытались использовать данные рентгеновского излучения, чтобы измерить скорость вращения чёрной дыры. Однако подобные наблюдения проводились в отношении объектов, лишь в несколько раз более массивных, чем Солнце. Кроме того, астрономам удавалось зарегистрировать всего несколько периодов вращения звёздных осколков вокруг чёрной дыры, что снижало достоверность полученных сведений.

«Это исключительная находка. Никогда раньше учёным не удавалось наблюдать в окрестностях чёрной дыры столь яркий сигнал, который не исчезал бы из поля зрения телескопов на протяжении такого длительного периода», — отметила автор исследования Алессия Франкини.

В дальнейшем астрофизики рассчитывают обнаружить с помощью телескопов новые подобные явления, чтобы лучше понять, как звёзды взаимодействуют с чёрными дырами.