На самом деле мы не знаем, насколько быстро вращается сверхмассивная черная дыра в Млечном Пути, но, возможно, есть способ узнать.

Если Эйнштейн не ошибся, черная дыра определяется тремя свойствами: массой, вращением и электрическим зарядом. Заряд черной дыры должен быть почти нулевым, потому что материал, захваченный черной дырой, электрически нейтрален. Масса черной дыры определяет ее размер Горизонт событий, Его можно измерить разными способами, от яркости материала вокруг него до орбитального движения ближайших звезд. Вращение черной дыры трудно изучить.

Как рентгеновские лучи черной дыры говорят нам о ее вращении? Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калтех.

Вращение черной дыры – это, по сути, ее вращение. Черные дыры вращаются вокруг своей оси так же, как звезды и планеты. Разница в том, что у черных дыр нет физической поверхности, как у звезд и планет. Вращение черной дыры, как и масса, является свойством пространства-времени. Спин определяет, как пространство закручено вокруг черной дыры. Чтобы измерить вращение черной дыры, вам нужно изучить поведение вещества рядом с ней.

Было измерено вращение некоторых сверхмассивных черных дыр. Через небольшое количество активных черных дыр мы можем изучать рентгеновские лучи, испускаемые дисками их скопления. Рентгеновский свет от диска получает прирост энергии от вращения, и, измеряя это усиление, мы можем определить вращение. Другой метод – сделать живое изображение черной дыры, как мы это сделали с тем, что находится в центре M87. Кольцо света, которое мы видим, ярче на той стороне, которая поворачивается к нам.

Одна сторона ярче из-за вращения черной дыры. Предоставлено: EHT Collaboration.

Но мы не знаем вращения ближайшей сверхмассивной черной дыры в нашей галактике. Наша черная дыра не очень активна, и она намного меньше, чем на M87. Мы не можем измерить его вращение, наблюдая за светом рядом с ним. Но новый лист в Письма в астрофизический журнал Он утверждает, что есть еще один способ измерить вращение.

Их метод использует свойство, известное как перетаскивание рамки. Когда он вращает блок, он немного скручивает пространство вокруг него. Мы знаем, что это реально, потому что мы сделали Измерение влияния тяги шины на вращение Земли. Вращение черной дыры создает тот же тип сопротивления шины, и, измерив его, мы можем определить вращение черной дыры. Мы не можем вывести зонд на орбиту черной дыры, как это было с Землей, но мы можем использовать следующее лучшее.

Звездное скопление S, вращающееся вокруг черной дыры в нашей галактике. Предоставлено: NCSA, UCLA / Keck.

Сотни звезд вращаются вокруг черной дыры в центре нашей галактики. Около сорока из них, известных как S-звезды, имеют орбиты, близкие к черной дыре. Со временем их орбиты меняются из-за волочения шин. Если мы можем измерить эти смещения, мы сможем измерить вращение – чем выше вращение, тем больше орбитальное смещение.

В этой новой работе команда изучила орбиты S-звезд и не обнаружила изменений в сопротивлении шин. Учитывая, насколько хорошо мы знаем орбиты этих звезд, мы знаем, что черная дыра в центре нашей галактики должна вращаться медленно. Команда определила, что его вращение может быть не более 0,1 по шкале от 0 до 1, что означает, что он вращается менее чем на 10% от максимально возможного вращения черной дыры. Напротив, вращение черной дыры в M87 составляет не менее 0,4.

ссылка: Фрагионе, Джакомо и Авраам Леб. “Верхний предел вращения SgrA * на основе близких звездных орбит. ” Письма в астрофизический журнал 901.2 (2020): L32.

ссылка: Немен, Родриго. “Вращение M87 *. ” Письма в астрофизический журнал 880.2 (2019): L26.

Leave a Comment