Астрономы подтвердили вращение сверхмассивной черной дыры в галактике Messier 87

Анализ данных наблюдений галактики Messier 87 с помощью глобальной сети радиотелескопов выявил колебания с амплитудой около 10 градусов у вырывающегося из центральной сверхмассивной черной дыры джета, тем самым подтвердив ее вращение. Результаты исследования и выводы ученых представлены в журнале Nature.

«Мониторинг сверхмассивной черной дыры в галактике Messier 87 с 2000 по 2022 год показал повторяющийся 11-летний цикл прецессионного движения основания джета, что согласуется с предсказаниями Общей теории относительности Альберта Эйнштейна», – рассказывают авторы открытия.

Активные сверхмассивные черные дыры являются самыми разрушительными объектами во Вселенной – они могут накапливать в своем окружении огромное количество вещества из-за необычайной гравитационной силы и выбрасывать мощные потоки плазмы, известные как джеты, которые простираются на тысячи световых лет, состоят из движущихся на околосветовой скорости частиц и влияют на эволюцию родительской галактики.

«Однако источник энергии и механизм ее передачи между сверхмассивными черными дырами и их аккреционными дисками и релятивистскими струями пока нераскрыт. Преобладающая теория предполагает, что необходимая для выброса джета энергия может быть извлечена из вращения черной дыры, но до сих пор оно непосредственно не наблюдалось», – пояснили авторы открытия.

Галактика Messier 87 расположена в 55 миллионах световых лет от Земли и содержит знаменитую сверхмассивную черную дыру, снимок тени которой был опубликован в 2019 году. Благодаря ее относительной близости к нам совместные усилия радиотелескопов позволяют детально наблюдать процессы в основании вырывающегося из гравитационного монстра джета.

В основе этого открытия лежит важнейший вопрос: какая сила во Вселенной может периодически изменять направление такой мощной струи? Ответ может быть скрыт в поведении аккреционного диска, связанного с центральной сверхмассивной черной дырой.

«Изначально падающее в черную дыру вещество образует дискообразную структуру, а по мере приближения к горизонту событий постепенно закручивается внутрь по спирали. Однако, если черная дыра вращается, она оказывает значительное влияние на окружающее ее пространство-время, заставляя близлежащие объекты перемещаться вдоль ее оси вращения, явление, известное как «перетаскивание кадров». Анализ показывает, что из-за действия этого эффекта ось вращения аккреционного диска постоянно меняется и не совпадает с осью вращения сверхмассивной черной дыры, это и вызывает прецессию джета», – пояснили авторы открытия.

Хотя это исследование проливает свет на таинственный мир сверхмассивных черных дыр, оно также поднимает новые вопросы, так как структура аккреционного диска и точное значение вращения сверхмассивной черной дыры в галактике Messier 87 все еще крайне неопределенны.