Chandra помог измерить скорость вращения сверхмассивной черной дыры

Команда американских астрофизиков провела первое прямое измерение скорости вращения сверхмассивной черной дыры. Для этого они воспользовались помощью рентгеновского телескопа Chandra, а также эффектом гравитационного линзирования.

Как известно, гравитация крупных скоплений материи (галактик или их кластеров) способна усиливать свет, испускаемый более далекими объектами. Астрономы часто используют этот эффект чтобы заглянуть в отдаленные уголки Вселенной. В некоторых случаях подобное гравитационное линзирование также может многократно «дублировать» изображение. Этот феномен известен как «Крест Эйнштейна». При этом, поскольку фотонам, идущим по различным «маршрутам», требуется разное время, чтобы добраться до Земли, эти изображения не полностью идентичны друг другу. Фактически мы видим один и тот же фоновый объект в разные периоды времени.

Подвергающийся гравитационному линзированию квазар HE0435-1223. Снимок телескопа Hubble, Источник: ESA/Hubble & NASA

Крест Эйнштейна. Снимок телескопа Hubble, Источник: ESA/Hubble & NASA

Подвергающийся гравитационному линзированию квазар HE0435-1223. Снимок рентгеновского телескопа Chandra, Источник: NASA/CXC/Univ. of Oklahoma/X. Dai et al.

Сверхмассивная черная дыра (симуляция). Источник: NASA

Для своего исследования ученые взяли шесть квазаров, находящихся на расстояниях от 8,8 до 10,9 млрд световых лет от Млечного Пути. В их центрах расположены активные сверхмассивные черные дыры, массы которых составляют 160-500 млн солнечных. Все квазары подвергаются гравитационному линзированию и их изображения «размножаются».

Проанализировав данные Chandra, ученые сумели установить расположение регионов вблизи горизонтов событий черных дыр, являющихся источниками мощного рентгеновского излучения. В ходе дальнейшего сравнения изображений исследователям удалось вычислить скорость вращения пяти из шести сверхмассивных объектов.

Наиболее интересным оказался квазар, известный под обозначением Q2237+0305. Скорость вращения его центральной черной дыры составляет 74% от скорости света — это близко к предельно возможному показателю. Что касается оставшихся четырех черных дыр, то скорость их вращения примерно вдвое меньше, чем у объекта в центре Q2237+0305.