Майже 80% від теоретичного максимуму: нові вимірювання обертання чорної діри

9 Червня, 2025 2 хв читання

Астрономи отримали нові дані про надмасивну чорну діру в центрі галактики M87 — ту саму, яка у 2019 році стала першою в історії, зображеною за допомогою Телескопа горизонту подій (Event Horizon Telescope, EHT). Нещодавно науковці переосмислили ці знакові зображення, щоби виміряти швидкість обертання цієї космічної гігантки та дізнатися, скільки матерії вона поглинає. Про це пише видання UniverseToday.

Чорна діра M87*, маса якої становить приблизно 6,5 мільярда мас Сонця, виявилася об’єктом з майже максимальною можливою швидкістю обертання: близько 80% теоретичного максимуму. Це означає, що внутрішній край її акреційного диска (область, де газ і пил спірально падають у чорну діру) рухається зі швидкістю 14% швидкості світла — приблизно 42 мільйони метрів за секунду.

Ці дані були отримані завдяки аналізу яскравої асиметричної плями на оригінальному зображенні чорної діри. Така асиметрія — не випадкова. Це результат релятивістського Доплерівського підсилення: матерія, яка рухається у наш бік, здається яскравішою за ту, що віддаляється.

Дослідники також проаналізували структуру магнітного поля навколо чорної діри, що дозволило зрозуміти, як саме газ і пил наближаються до горизонту подій. Виявилося, що речовина падає всередину зі швидкістю близько 70 мільйонів метрів за секунду, тобто 23% швидкості світла.

Щорічно чорна діра поглинає від 0,00004 до 0,4 сонячних мас. Це небагато для такого масивного об’єкта. Вона працює далеко нижче за так звану межу Еддінгтона — граничний рівень, при якому світло, що випромінюється падаючою матерією, врівноважує її подальше надходження. Інакше кажучи, зараз M87* перебуває у відносно “тихій” фазі.

Один з найвідоміших проявів активності M87* — її астрономічний джет, потік частинок, що виривається з околиць чорної діри зі швидкістю, близькою до світлової, і простягається на тисячі світлових років. Дослідники встановили, що енергія падіння матерії повністю відповідає потужності цього струменя, що підтверджує гіпотезу: джети утворюються саме внаслідок “живлення” чорної діри.

Це дослідження — великий крок уперед у вивченні природи надмасивних чорних дір. Раніше оцінки швидкості обертання M87* сильно варіювалися — від 0,1 до 0,98. Тепер, за новою методикою, значення впевнено перебуває принаймні на рівні 0,8, а можливо — ще ближче до граничного значення 0,998, яке допускає загальна теорія відносності.

Читайте також: Астрономи зафіксували, як чорна діра розриває зорю