До 0,4 маси цілого Сонця щороку «поїдає» надмасивна чорна діра М87, яка знаходиться на відстані близько 53 мільйонів світлових років від нас, визначили астрофізики у новому дослідженні. Утім, за їхніми словами, ця кількість незначна для такої чорної діри, як М87, що має масу у 6,5 мільярда Сонць — навпаки, така швидкість поглинання матеріалу вказує, що діра знаходиться у стані спокою. Дослідження опубліковане на сайті препринтів arXiv.
Як виміряли «апетити» чорної діри?
У своєму аналізі науковці використали дані Телескопа горизонту подій — саме той масив спостережень, що дозволив створити перше в історії зображення тіні цієї чорної діри. Зокрема, вони дослідили яскравість різних частин її акреційного диска — кільця гарячої плазми, яка обертається навколо чорної діри перед тим, як бути нею поглинутою. Цей диск утворюється, коли матерія падає у гравітаційну пастку чорної діри, нагріваючись до мільйонів градусів і випромінюючи світло у всіх діапазонах випромінювання. Враховуючи густину плазми та геометрію диска, астрофізики і вирахували швидкість, з якою М87 поглинає речовину навколо себе.
Порівнюючи яскравість тієї частини диска, яка рухається назустріч спостерігачеві, з тією, що віддаляється, дослідники змогли оцінити також швидкість обертання речовини поблизу чорної діри. Вона склала близько 42 мільйони метрів на секунду. Це дозволило обчислити її спін — фізичну характеристику, яка описує обертання чорної діри навколо своєї осі. За підрахунками авторів, у М87 він складає приблизно 0,8 — тобто чорна діра обертається на 80% від максимально можливої швидкості обертання, дозволеної законами фізики.
Дослідження науковців підтвердило прямий зв’язок між кількістю поглинутої речовини та потужністю струменя плазми, який виривається з центру чорної діри у міжгалактичний простір. Вони сподіваються, що ці розрахунки на прикладі М87 дозволять краще зрозуміти процеси, що відбуваються і в інших надмасивних чорних дірах. Це важливий крок до перевірки теорій про поведінку матерії у надзвичайно сильних гравітаційних полях та механізмів, які формують структуру й енергію Всесвіту на великих масштабах.
Які ще дослідження пролили світло на природу чорних дір
🕳️✨ Чорні діри найчастіше асоціюються із поглинанням речовини, хоча астрономам вдалося знайти й виняток — чорну діру, яка, навпаки, посприяла народженню нових зірок.
🕳️🤏 Також не всі чорні діри є надмасивними: наприклад, найменша з відомих має масу у всього 3,6 маси Сонця.
🕳️🍽️ І звісно, не всі чорні діри обмежують свої апетити, так як це робить М87. Астрономи знайшли «найненажерливішу» чорну діру, яка поглинає по масі Сонця на день.