За да заснемат първото изображение на черна дупка, изследователите трябваше да построят телескоп с размерите на Земята, като обединят данни от обсерватории от цял свят. Когато през 2019 г. най-накрая бе публикувано мъгливото, сияещо изображение, всички медии го разпространиха.

Сега същото това свръхмасивно чудовище - което се намира в центъра на галактика, наречена Messier 87 – разкри още свои тайни. Анализ на 22-годишни наблюдения, направени на ядрото на М87, потвърди, че черната дупка се върти.

"След успеха на изобразяването на черната дупка в тази галактика с телескопа Event Horizon въпросът дали тя се върти или не беше основна грижа на учените", казва астрофизикът и съавтор Казухиро Хада от Националната астрономическа обсерватория на Япония.

Сега вече сме сигурни. „Тази чудовищна черна дупка наистина се върти“, допълва Хада.

Първата снимка на черна дупка, направена през 2019 г. Източник: Event Horizon Telescope Collaboration

С помощта на глобална мрежа от повече от 20 телескопа, изследователите анализират 170 наблюдения на М87, направени между 2000 и 2022 г.

Те не са могли да наблюдават нищо вътре в хоризонта на събитията, тъй като гравитационното привличане на черните дупки е толкова силно, че те превръщат дори самата светлина в затворник. Специалистите обаче успяват да проследят великолепната струя на черната дупка, която се простира на 4900 светлинни години. Изглежда, че въпросната струя се движи почти пет пъти по-бързо от скоростта на светлината поради оптична илюзия, известна като свръхсветлинно движение.

Тази струя е наблюдавана за първи път през 1918 г. от астронома Хебър Къртис, но е заснета от космическия телескоп „Хъбъл“.

Снимка на Messier 87, направена от телескопа "Хъбъл". Източник: NASA, ESA and the Hubble Heritage Team – STScI/AURA

Учените не са напълно сигурни как се създават тези мощни струи, но се предполага, че радиацията и частиците се насочват по линиите на магнитното поле на черната дупка.

Изследователите откриват, че черната дупка в центъра на М87 бавно променя ъгъла на струята си с около 10 градуса, след което се връща в първоначалното си положение. Този цикъл отнема около 11 години.

От тази промяна в наклона на струята изследователите могат да направят извод за наличието на въртяща се черна дупка.

Въртящите се черни дупки усукват пространство-времето около себе си в процес, наречен фрейм-драгинг, който кара акреционния диск и струята да се преобръщат настрани.

"Тъй като несъответствието между черната дупка и диска е сравнително малко, а периодът на прецесия е около 11 години, натрупването на данни с висока резолюция, проследяващи структурата на М87 в продължение на две десетилетия, и задълбоченият анализ са от съществено значение за постигането на това постижение", казва астрофизикът и съавтор Куи Южу.

М87 представлява особен интерес, тъй като се намира само на 54 милиона светлинни години от нас, което е много по-близо от други галактики.

Освен това тя е очаровала звездобройците в продължение на векове. M87 е наблюдавана за първи път през 1781 г. от астронома Шарл Месие, който насочва телескопа си към галактика в съзвездието Дева. Месие 87 или М87 днес носи неговото име.

Смята се, че повечето черни дупки се въртят почти със скоростта на светлината, а за някои вече е доказано, че го правят. През 2013 г. беше установено, че черна дупка, която се намира в центъра на галактиката NGC 1365 на около 60 милиона светлинни години, се върти със скорост 84% от тази на светлината.

Използвайки модели на импулси на рентгенови лъчи, учените достигат до загключението, че друга черна дупка се върти с 50 процента от скоростта на светлината през 2019 г.

Защо черните дупки се въртят толкова бързо? Когато материята се срине в сингулярност или черна дупка, тя става изключително плътна и с много малък обем. Същевременно обаче запазва своя ъглов момент. Ако материята идва от въртяща се звезда, нейната скорост на въртене би се увеличила при компресиране (досущ като фигурист на лед, който започва да се върти по-бързо, когато придърпа ръцете към тялото си).

Статията е публикувана в Nature.

Източник: Science Alert