Чорні діри обертаються швидше, ніж передбачалося: нові відкриття вчених

Нове дослідження астрономів виявило, що деякі надмасивні чорні діри обертаються значно швидше, ніж очікувалося. Це відкриття стало можливим завдяки унікальному підходу, який дослідники назвали «археологією чорних дір». Вони простежили зв’язок між обертанням чорних дір та матеріалом, який вони поглинали протягом останніх 7 мільярдів років.

Як вчені виявили швидке обертання чорних дір

Дослідження проводилося за допомогою Sloan Digital Sky Survey (SDSS), який дозволив астрономам ретельно проаналізувати чорні діри в центрах галактик. Дослідники з’ясували, що швидкість обертання не пояснюється лише злиттям галактик, як це вважалося раніше. Виявилося, що значну роль у цьому процесі відіграє постійне поглинання навколишнього газу і пилу, що поступово пришвидшує обертання чорної діри.

«Ми були здивовані, коли виявили, що багато чорних дір обертаються швидше, ніж мало б бути в разі лише злиття галактик», — зазначив Логан Фріс, учасник дослідницької групи з Університету Коннектикуту. «Це означає, що їхнє зростання також значною мірою відбувалося через поступове накопичення матеріалу».

Вимірювання обертання чорних дір — складний виклик

Визначити швидкість обертання чорної діри нелегко. Ці об’єкти можна описати лише трьома характеристиками: масою, спіном (обертанням) і електричним зарядом. Але через те, що чорні діри не випромінюють світло, науковці змушені аналізувати їхній вплив на навколишнє середовище.

Один із методів полягає в тому, щоб дослідити акреційний диск — розігріту хмару газу і пилу, що оточує чорну діру. Якщо чорна діра швидко обертається, вона «затягує» газ ближче до горизонту подій, змінюючи характер його випромінювання. Саме цей ефект і вдалося зафіксувати команді дослідників.

Що це означає для науки?

Результати дослідження змінюють наше розуміння еволюції чорних дір та Всесвіту загалом. Зокрема:

• Виявилося, що ранній Всесвіт був більш упорядкованим, ніж передбачалося раніше.

• Чорні діри можуть рости не лише через злиття, а й завдяки поступовому накопиченню газу.

• У більш віддалених галактиках чорні діри обертаються ще швидше, ніж у сучасному Всесвіті, що свідчить про зміну цього процесу з часом.

Подальші дослідження можуть підтвердити ці висновки завдяки спостереженням за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST). Він дозволяє бачити ще більш далекі епохи історії Всесвіту та аналізувати формування надмасивних чорних дір.

Фріс представив висновки команди 14 січня на 245-й зустрічі Американського астрономічного товариства (AAS) у Національній гавані, штат Меріленд. Це дослідження може докорінно змінити наші уявлення про еволюцію чорних дір та їхню роль у формуванні галактик.