Команда ученых из Массачусетского технологического института (MIT) смогла вычислить скорость вращения сверхмассивной черной дыры, находящейся в галактике на расстоянии примерно в миллиард световых лет от нас. Впервые это удалось сделать с помощью колебаний аккреционного диска черной дыры.

Исследование началось еще в 2020 году, когда сразу несколько телескопов смогли зафиксировать вспышку в центре удаленной галактики, получившую название AT2020ocn. Наблюдения показали, что вспышка случилась из-за приливного разрушения звезды черной дырой. Разорванная звезда некоторое время поглощалась черной дырой, а материал из нее сформировал разогретый аккреционный диск.

А поскольку звезда может попасть в зону разрушения с любого направления, диск также смещается при вращении черной дыры. Это может вызывать колебания или прецессию вращения. Поскольку колебания и скорость вращения связаны, авторы исследования предположили, что по первому можно определить второе.

Астрономам удалось рассчитать скорость вращения сверхмассивной черной дыры

Главной задачей в этом деле является оперативная организация наблюдений, потому что фиксировать прецессию нужно практически сразу после момента приливного разрушения звезды, чтобы наблюдать динамику на разных временных масштабах: от минут до месяцев и лет. Вспышка AT2020ocn подошла для наблюдений, потому что своевременно попала в поле зрение телескопов.

Исследователи смогли уловить прецессию аккреционного диска до того, как он успокоился. Они обнаружили, что в рентгеновском диапазоне интенсивность излучения колеблется с периодом в 15 дней, что и связали с колебаниями диска. Также была измерена масса черной дыры – она составляет примерно 2,5 миллиона солнечных. И после этого удалось оценить скорость вращения – она равна примерно 25 процентам от скорости света.

Считается, что это не так много для черной дыры. Но само по себе это одно значение ничего не значит. С учетом растущих возможностей для наблюдений астрономы рассчитывают улавливать и другие приливные разрушения рядом с другими черными дырами, чтобы собрать статистику и выявить распределение скоростей вращения черных дыр, что позволит приблизиться к пониманию еще одной их характеристики. 

GIF