Исследователи сделали неожиданные выводы о черной дыре в галактике: «Как футбольный мяч»

Новое исследование показало, что сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики, Стрелец А*, быстро вращается и изменяет пространство-время вокруг себя.

Как поясняет CNN, пространство-время - это четырехмерный континуум, который описывает, как мы видим пространство, объединяя одномерное время и трехмерное пространство вместе, чтобы представить пространственную ткань, которая изгибается в ответ на воздействие массивных небесных тел.

Команда физиков наблюдала за черной дырой, которая находится на расстоянии 26 000 световых лет от Земли, с помощью рентгеновской обсерватории НАСА "Чандра" - телескопа, предназначенного для обнаружения рентгеновского излучения из горячих областей Вселенной. Согласно исследованию, опубликованному в Monthly Notices, ученые рассчитали скорость вращения Стрельца А*, используя так называемый метод оттока, который рассматривает радиоволны и рентгеновское излучение, которые можно обнаружить в материале и газах, окружающих черные дыры, иначе известные как аккреционный диск. Королевского астрономического общества.

Исследователи подтвердили, что черная дыра вращается, что вызывает так называемый эффект Линза-Тирринга. Эффект Линза-Тирринга, также известный как перетаскивание кадра, - это то, что происходит, когда черная дыра затягивает пространство-время вместе со своим вращением, говорит ведущий автор исследования Рут Дейли, профессор физики в Университете штата Пенсильвания, которая разработала метод оттока более десяти лет назад.

С момента изобретения метода оттока Дейли работал над определением вращения различных черных дыр и стал автором исследования 2019 года, в котором было исследовано более 750 сверхмассивных черных дыр.

“При таком вращении Стрелец А* кардинально изменит форму пространства-времени в его окрестностях, - говорит Рут Дейли. – Мы привыкли думать и жить в мире, где все пространственные измерения эквивалентны — расстояние до потолка, расстояние до стены и расстояние до пола... все они как бы линейны, это не значит, что одно из них полностью сжато по сравнению с другими».

“Но если у вас есть быстро вращающаяся черная дыра, пространство-время вокруг нее несимметрично — вращающаяся черная дыра увлекает за собой все пространство-время... она сжимает пространство-время, и это выглядит как футбольный мяч”, - сказала она.

По словам Рут Дейли, в изменении пространства-времени нет ничего такого, о чем стоило бы беспокоиться, но освещение этого явления могло бы быть очень полезным для астрономов.

“Это замечательный инструмент для понимания роли, которую черные дыры играют в формировании и эволюции галактик, - сказала она. – Тот факт, что они являются динамическими объектами, которые могут вращаться... И затем это может повлиять на галактику, в которой они находятся, — это очень захватывающе и очень интересно”.

Вращению черной дыры присваивается значение от 0 до 1, где 0 означает, что черная дыра не вращается, а 1 - максимальное значение вращения. Ранее не было единого мнения о значении вращения Стрельца A*, отмечает Дейли.

Знание массы и вращения черной дыры помогает астрономам понять, как черная дыра могла сформироваться и эволюционировать, поясняет Дейли.

По словам Деяна Стойковича, профессора космологии Университета в Буффало, который не принимал участия в исследовании, черные дыры, образовавшиеся в результате слияния черных дыр меньшего размера, обычно имеют низкое значение спина. Однако черная дыра, образовавшаяся в результате аккреции окружающего газа, имела бы высокое значение вращения.

Скорость, с которой вращается Стрелец А*, указывает на то, что значительная часть массы черной дыры образовалась в результате аккреции, сказал он.

“Вопрос о том, вращается ли наша центральная галактическая черная дыра или нет, или насколько быстро она вращается, довольно важен, - отметил Стойкович. – В конечном счете, мы хотим измерить свойства центра нашей галактики как можно лучше. Таким образом, мы можем узнать об истории и структуре нашей галактики, проверить наши теории или даже сделать вывод о существовании некоторых очень интересных и интригующих объектов, таких как червоточины”.