Тихий замкнутый монстр Млечного
В центре Млечного Пути прячется зверь, который почти не двигается.
Эта сверхмассивная черная дыра, Стрелец A * (SgrA *), имеет массу в 4,15 миллиона раз больше массы нашего Солнца. Впервые он открылся ученым как загадочный источник радиоволн из центра галактики еще в 1931 году; но только в 2002 году исследователи подтвердили, что радиоволны исходят от чего-то массивного и компактного, например черной дыры, – подвиг, который принес им Нобелевскую премию по физике 2020 года. Всего за несколько дней до того, как команда узнала о своей Нобелевской премии 6 октября, другая группа узнала кое-что новое о черной дыре: она вращается медленнее, чем должна бы сверхмассивная черная дыра, двигаясь менее (возможно, намного меньше) 10% от скорости вращения. свет.
Черные дыры, несмотря на их огромную мощь, чрезвычайно простые объекты. Все отличительные черты материи, которая их формирует и питает, теряются в своих бесконечно малых особенностях. Таким образом, каждую черную дыру в галактике можно описать всего тремя числами: массой, вращением и зарядом.
Как только исследователи обнаруживают черную дыру в космосе, измерить массу довольно просто – просто проверьте, насколько сильно ее масса притягивает близлежащие объекты. Чтобы получить массу SgrA *, ученые просто наблюдали его влияние на “S-звезды”, совокупность внутренних звезд Млечного Пути, которые ускоряются до невероятных скоростей, когда они кружатся вокруг черной дыры по узким орбитам. Исследователи предполагают, что, как и большинство крупных объектов в космосе, черные дыры не имеют сильных электромагнитных зарядов.
(На планете Земля, например, есть положительно заряженные частицы и некоторые отрицательно заряженные частицы, но они нейтрализуют друг друга по всей планете. Другие планеты и известные звезды работают таким же образом. Исследователи предполагают, что черные дыры также имеют нейтральный заряд. )
Это оставляет вращение как остающуюся измеримую характеристику SgrA *, и теперь исследователи думают, что у них есть доказательства того, что сверхмассивный спиннер является необычно медленным.
Вращение имеет значение по двум основным причинам.
Во-первых, как ранее сообщала Live Science, горизонт событий черной дыры – темная область, внутри которой даже свет не может избежать гравитации монстра – растет по мере того, как набирает массу, достигая все большего и большего расстояния от сингулярности черной дыры. Но по мере того, как черная дыра вращается все быстрее и быстрее, горизонт событий сужается. Очень быстро вращающиеся черные дыры должны иметь меньшие горизонты событий, чем более медленно движущиеся черные дыры той же массы.
Во-вторых, считается, что вращение играет роль в двух раскаленных добела струях материи, которые иногда запускаются в космос с невероятной скоростью от оси вращения черной дыры. В центре большинства галактик размером с Млечный Путь находятся сверхмассивные черные дыры, и часто из ядер этих галактик вырываются огромные струи, которые видны.
Космический телескоп Хаббла запечатлел огромную релятивистскую струю голубого цвета, выходящую из сверхмассивной черной дыры в центре галактики M87. (Сама гигантская спиральная галактика выглядит как яркая точка на изображении, а черная дыра слишком мала, чтобы ее можно было увидеть.) Вторая струя черной дыры простирается в другом направлении и скрыта от глаз. (Изображение предоставлено космическим телескопом Хаббла / НАСА)
Но в Млечном Пути нет видимых струй. Это само по себе означает, что SgrA *, вероятно, не вращается очень быстро. Исследователи полагают, что быстро вращающаяся черная дыра возбуждает диск аккрецирующей материи, вращающийся прямо за ее горизонтом событий, ускоряя тем самым выброс части этой материи в виде струи. То, что ученые знают о спокойном SgrA *, уже предполагает, что у него либо небольшой аккреционный диск, либо он почти не вращается, либо и то, и другое.
В новой статье группа исследователей попыталась измерить вращение SgrA *. И снова они полагались на видимые S-звезды, чтобы узнать, что делает их большой темный компаньон.
Прямо сейчас, как выяснили исследователи, S-звезды вращаются вокруг SgrA * на двух орбитальных плоскостях. Если бы вы нарисовали их орбиты вокруг черной дыры и взглянули на систему сбоку, они бы образовали X. SgrA * должен вращаться со скоростью менее 10% от скорости света, как они обнаружили, потому что любая более высокая движение к настоящему времени выбило бы S-звезды из их X-образных орбитальных плоскостей.
Это потому, что эти орбиты, писали исследователи, вероятно, так же стары, как сами S-звезды. Звезды по-прежнему движутся по орбитам, по которым родились. Если бы SgrA * вращался очень быстро, этого не было бы.
Когда тяжелые объекты очень быстро вращаются в космосе, это вращение влияет на все, что находится на орбите вокруг них. Со временем этот массивный объект перемещается по орбитам этих более мелких объектов, заставляя их все больше и больше совпадать с собственным направлением вращения вращающегося объекта. Чем медленнее вращение, тем слабее эффект и тем больше времени требуется этим объектам, чтобы выстроиться на орбите вокруг своего здоровенного вождя.
Звезды достаточно стары, и вращение должно было бы их заметно потянуть, если бы оно было очень сильным. С их орбитами, такими же нетронутыми, как в день их рождения, S-звезды убедительно указывают на верхний предел скорости для SgrA *, составляющий всего одну десятую скорости света. И может вращаться намного медленнее.
Этот результат также объясняет, почему на SgrA *, похоже, нет видимых струй, писали они. Они написали, что первое изображение тени SgrA * крупным планом, которое, как ожидается, будет получено в ближайшем будущем от другой исследовательской группы, должно помочь подтвердить это.
В нашем Telegram‑канале вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
