Перша в історії сфотографована величезна чорна діра не така, як вважали вчені

Дослідження опубліковано на сервері препринтів arXiv, пише Live Science.

Надмасивна чорна діра M87* розташована в центрі галактики М87 на відстані приблизно 53 млн світлових років від нас. Її маса приблизно в 6,5 млрд разів більша, ніж маса Сонця. Для порівняння, центральна надмасивна чорна діра Чумацького Шляху під назвою Стрілець А* має масу, яка приблизно в 4 млн разів більша, ніж у Сонця.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Чорна діра M87* стала знаменитою 2019 року, коли астрономи вперше отримали її пряме зображення. Якщо точніше, що вчені сфотографували її акреційний диск, усередині якого знаходиться чорна діра. Цей диск являє собою скупчення матерії, яку поглинає чорна діра. 6 років тому астрономи вперше в історії отримали прямий знімок чорної діри.

Тепер же автори дослідження провели нове вивчення цього космічного монстра і з'ясували, наскільки швидко насправді обертається чорна діра M87* і скільки матерії вона поглинає.

Дослідження показало, що чорна діра M87* обертається приблизно зі швидкістю, що становить 80% від максимально можливої теоретичної швидкості у Всесвіті. Внутрішній край її акреційного диска обертається зі швидкістю еквівалентною приблизно 14% швидкості світла. Нагадуємо, що швидкість світла — це 300 000 км/с.

Це вдалося з'ясувати завдяки світінню диска чорної діри. Матерія на одній стороні диска рухається до нас так швидко, що здається набагато яскравішою, ніж матерія, що віддаляється від нас. Вимірюючи різницю яскравості, астрономи змогли обчислити швидкість обертання чорної діри.

Вчені також вивчили закономірності магнітного поля навколо чорної діри, які показують, як матерія, рухаючись по спіралі, падає всередину чорної діри. Дослідження показало, що матерія падає в чорну діру зі швидкістю еквівалентною приблизно 23% швидкості світла.

Таким чином вчені змогли з'ясувати, що чорна діра M87* поглинає від 0,00004 до 0,4 мас Сонця щороку. Це швидше, ніж передбачалося, але все ж досить повільно для такої величезної чорної діри. Це означає, що вона перебуває у відносно спокійному стані.

Дослідження показало, що енергія матерії, яка падає в чорну діру, ідеально відповідає вихідній потужності струменя чорної діри. Це потік плазмових частинок, які вилітають у космос майже зі швидкістю світла, і він простягається на тисячі світлових років. Нове дослідження підтверджує теорію про те, що ці струмені безпосередньо залежать від живлення чорної діри.

Якщо раніше астрономи вважали, що чорна діра M87* обертається зі швидкістю в межах від 10% до 98% швидкості світла, то нове значення у 80% набагато ближче до теоретичної межі швидкості обертання надмасивних чорних дір у 98% швидкості світла.

Вивчення цієї чорної діри допомагає перевірити теорії, які стосуються природи гравітації, самого простору-часу та найекстремальнішої фізики у Всесвіті. Вченим ще потрібно точно зрозуміти, як надмасивні чорні діри впливають на еволюцію галактик, а також з'ясувати, як вони вплинуть на остаточну долю Всесвіту.

Також Фокус писав про те, що нова теорія фізиків припускає, що наш Всесвіт перебуває всередині чорної діри і Великий вибух не був початком космосу.

Ще Фокус писав про те, що сонячний зонд NASA зафіксував особливий потужний магнітний вибух на Сонці, який може допомогти передбачити геомагнітні бурі на Землі.