space :: галилео (сообщество) (#галилео) :: science :: чёрная дыра :: наука :: космос

Черные дыры разделяются по двум простым характеристикам: масса и скорость вращения вокруг собственной оси. Ученые уже давно научились измерять массу черных дыр, однако определить скорость вращения — более трудная задача.

Учёные определили скорость вращения сверхмассивной черной дыры, которая поглощала окружающий газ, образуя очень яркий квазар — RX J1131–1231 (сокращенно RX J1131). Рентген–спектр этого квазара удалось исследовать достаточно подробно благодаря эффекту гравитационного линзирования — крупное скопление галактик между нами и квазаром позволило наблюдать увеличенное изображения окрестностей черной дыры. Для того, чтобы установить скорость вращения черной дыры, исследователи «вычленили» из всего излучения квазара только отражательный компонент. 

Рентгеновские лучи возникают, когда циркулирующий вокруг черной дыры диск из пыли и газа (аккреционный диск) создает чрезвычайной горячее облако — корону — вблизи черной дыры. Рентгеновские лучи от этой короны отражаются от внутреннего края аккреционного диска. Сильные гравитационные силы вблизи черной дыры изменяют отражаемый рентгеновский спектр. Чем больше изменение спектра, тем ближе внутренний край аккреционного диска находиться к черной дыре. То есть в отраженном от аккреционного диска излучении содержаться рентгеновские спектральные линии (железа), анализируя сдвиги которых можно выяснить степень искажения пространства вблизи горизонта событий.

Изучение спектральной картины этого излучения говорит о расстоянии между черной дырой и ее аккреционным диском. В случае RX J1131–1231 оно всего в три раза больше расстояния до горизонта событий. Чтобы материя могла подойти так близко к дыре, не падая на нее, она должна вращаться вместе с дырой очень быстро — ее линейная скорость всего в два раза меньше скорости света.

Если черные дыры растут, в большей степени, в результате слиянии галактик, то есть поглощение вещества происходит редко, но большими порциями, то это приводит к ускорению вращения черной дыры. Напротив, если черная дыра растёт за счет эпизодических поставок материала, то есть поглощение вещества происходит часто маленькими «порциями», его аккумуляция будет происходить в различных направлениях, как результат, черная дыра будет вращаться медленнее.

Открытие того, что черная дыра в RX J1131 вращается со скоростью большей, чем половина скорости света, позволяет предположить, что эта черная дыра, обнаруженная на расстоянии около 6 миллиардов световых лет, и образовавшаяся приблизительно через 7,7 миллиардов лет после Большого Взрыва, скорее выросла благодаря слияниям, а не благодаря притягиванию вещества из разных направлений.

3600х2865