Астрономите откриха първото пряко доказателство, че черна дупка се върти, което още веднъж потвърждава теорията на относителността на Айнщайн. Откритието е направено чрез изучаване на мощните струи енергия, излъчвана от черна дупка с размерите на Слънчевата система в центъра на близката галактика Messier 87. Тази черна дупка, наречена M87, е най-изследваната досега и първата, която директно заснет през 2019 г.
Астрофизиците отдавна прогнозират, че черните дупки се въртят, но досега сложността на визуализирането на космическите чудовища затрудняваше получаването на доказателства. Изследователите публикуваха резултатите си на 27 септември в списание Nature.
„След успешно заснемане на черна дупка в тази галактика с помощта на телескопа Event Horizon (EHT), въпросът дали тази черна дупка се върти или не се превърна в основен проблем за учените“, каза в изявление Казухиро Хада, астроном от Националната астрономическа обсерватория на Япония. „Сега очакванията се превърнаха в увереност. Тази гигантска черна дупка наистина се върти."
Черните дупки имат толкова мощно гравитационно привличане, че нищо (дори светлината) не може да избяга от устата им, но това не означава, че не могат да бъдат видени. Това е така, защото активните черни дупки са заобиколени от акреционни дискове - огромни струи материал, изтръгнати от газови облаци и звезди, които се нагряват до червени температури чрез триене, докато спираловидно се въртят в устието на черната дупка.
Част от този материал се изхвърля, образувайки две струи горещ материал, които се движат с 99,9% от скоростта на светлината около една десета от времето. Как струите на черни дупки получават огромната енергия, от която се нуждаят, за да направят това, остава загадка, но физиците са използвали общата теория на относителността на Айнщайн, за да предположат, че материалът може да я получи от магнитните полета на космическите чудовища, ако се въртят бързо около осите си.
Черните дупки вероятно са придобили част от въртенето си от най-ранните си дни като звезди, които, когато внезапно се сринаха навътре, станаха като кънки на лед, протягащи ръце, за да се въртят по-бързо. С течение на времето това въртене вероятно е нараснало по-бързо поради ефекта от притока на материя от звезди, разкъсани от черни дупки или от катастрофални сблъсъци с други масивни обекти.
В търсене на обяснение за това неуловимо въртене, астрономите се обърнаха към свръхмасивната черна дупка M87, огромна празнина в пространство-времето, която използва своята маса (6,5 милиарда пъти по-голяма от тази на Слънцето), за да привлече цяла галактика към себе си.
Изследвайки M87* с глобална мрежа от радиотелескопи от 2000 до 2022 г., астрономите установиха, че струите на черната дупка тиктакат напред-назад като метроном, отбелязващ 11-годишен цикъл. Това показа, че черната дупка прецесира или се клати около оста си, докато се върти, като въртящ се връх.
„Развълнувани сме от това важно откритие“, каза в изявление водещият автор на изследването Цуи Юджу, астроном от лабораторията Zhejiang в Ханджоу, Китай. „Тъй като разстоянието между черната дупка и диска е сравнително малко и периодът на прецесия е около 11 години, натрупването на данни с висока разделителна способност, проследяващи структурата на M87 в продължение на две десетилетия, и внимателният анализ са от съществено значение за постигането на това постижение.“
В допълнение към поредното потвърждение на теорията на Айнщайн, откритието на въртенето на черна дупка повдига редица интересни въпроси. Сред тях са тези, свързани с това какви катастрофални събития биха могли да причинят бързото въртене, както и възможността за откриване на фотонни сфери - слаб пръстен от светлина, заобикалящ черна дупка, който може да предостави важни улики към теорията за квантовата гравитация.
Прочетете също: