M87* Вращается.

Исследование подтверждает, что первая черная дыра, сфотографированная человечеством, вращается.

Супер массивная черная дыра M87*, которая приобрела известность в 2019 году, ставшей первой сфотографированной черной дырой , показала размытое оранжевое кольцо (позже уточненное искусственным интеллектом до тонкого кольца), теперь подтверждено её вращение. Об этом объявили в среду (27 сентября). Однако насколько быстро вращается M87*? Это пока неизвестно.

Вот уже два десятилетия сеть радиотелескопов наблюдает за черной дырой, которая находится в центре галактики Мессье 87 (M87) примерно в 55 миллионах световых лет от Земли в созвездии Девы. Эти инструменты особенно заинтересованы в мощном струе излучения и частиц, выбрасываемых из полюсов черной дыры, и согласно новым результатам, эта релятивистская струя, кажется, колеблется как маятник с периодом в 11 лет. Ученые говорят, что это происходит из-за гравитационных взаимодействий между вращающейся черной дырой, масса которой, предположительно, в 6,5 миллиарда раз больше массы Солнца, и диском материала вокруг нее, что обеспечивает "неоспоримое доказательство" вращения черной дыры.

"Мы в восторге от этого значимого открытия", - сказала Цуй Ючжу, исследователь из Цзянсу лаборатории в Китае и ведущая автор нового исследования. Чтобы обнаружить 11-летний период колебания струи, Ючжу объясняет, что команда должна была накопить данные высокого разрешения, отслеживая структуру M87 более двух десятилетий, и провести тщательный анализ для получения ключевой информации.

Период маятника в струе составляет примерно 10 градусов каждые 11 лет, согласно новому исследованию. Результаты также согласуются с теоретическими суперкомпьютерными симуляциями и помогут раскрыть тайны, как черные дыры образуются и эволюционируют в грозных чудовищах, которых мы видим во всей Вселенной, говорят ученые.

В 2019 году астрономы обнаружили маятниковые струи, выбегающие из черной дыры, находящейся намного ближе к нам, примерно в 8000 световых годах от Земли. Эти струи колебались в течение всего нескольких минут, что, до сих пор, является самыми быстрыми колебаниями такого рода, замеченными астрономами.

По сравнению с этими результатами, последние исследования показывают, что струи черной дыры M87 следуют гораздо более длительному времени. Тем не менее, они все равно согласуются с теоретическими прогнозами, сделанными Эйнштейном в его знаменитой теории относительности.

Согласно этой теории, вращающаяся черная дыра настолько массивна, что она притягивает окружающую ткань пространства и времени, что называется перетаскиванием рамки. Специально этот эффект проявляется в новом исследовании команды, поскольку ось вращения черной дыры не идеально со основана с осью вращения окружающего аккреционного диска, из которого черная дыра всасывает звездный материал. Это заставляет струи черной дыры колебаться незначительно, что и было измерено в новом исследовании.

Конкретные процессы, вызывающие вращение черных дыр, пока не очень хорошо понимаются. Одна из ведущих теорий предполагает, что более мелкие черные дыры формируются путем питания материалом звезд через аккреционный диск, что заставляет их быстро вращаться. С течением времени предполагается, что они сталкиваются и, в конечном итоге, сливаются, образуя супер массивные черные дыры.

Ожидается, что эти черные дыры второго поколения будут вращаться медленнее по сравнению с их более молодыми собратьями. Для подтверждения этой гипотезы исследователям нужно изучить скорости вращения черных дыр разных размеров, и последнее исследование может быть шагом в этом направлении.

Это исследование описано в статье, опубликованной в среду (27 сентября) в журнале Nature.