Вариации скорости потока газа в галактике M87 свидетельствуют о вращении супермассивной черной дыры.

Графический рисунок модели наклонного аккреционного диска чёрной дыры, где поток вещества почти перпендикулярен диску.

Радиогалактика M87, где находится черная дыра массой в 6,5 миллиарда Солнца, сфотографированная в 2019 году телескопом Event Horizon Telescope (EHT), имеет колеблющуюся струю. Её обнаружили исследователи из Чжэцзянской лаборатории при участии INAF и Болонского университета.

Горячий релятивистский газ из центральной черной дыры вытекает в виде струи и колеблется с амплитудой примерно 10 градусов — это прецессия. В течение последних 23 лет астрономы с помощью метода интерферометрии с очень длинными базовыми линиями (VLBI) собирали данные, которые позволили им обнаружить в движении основания струи 11-летний цикл, как предсказывала общая теория относительности Эйнштейна для вращающейся черной дыры.

Таким образом, Позволяет отслеживать движение потока до поведения центральной сверхмассивной черной дыры, являясь подтверждением вращения черной дыры M87.

Черные дыры вращаются. Это доказано.

Сверхмассивные черные дыры в центрах активных галактик накапливают массу из-за сильной гравитации, выбрасывая при этом потоки частиц, движущихся со скоростью, близкой к скорости света. До сих пор не ясен точный процесс взаимодействия черных дыр с окружающим их диском вещества и образование струй.

Теория предполагает извлечение энергии из вращающейся черной дыры за счет гравитационной энергии падающего на нее вещества. Окончательного подтверждения вращения сверхмассивных черных дыр до настоящего момента не было.

Исследование сверхмассивной черной дыры M87* практически однозначно подтверждает её вращение со сверхвысокой скоростью. Предположение основывалось на изображениях, предоставленных EHT. Сейчас имеем неопровержимые доказательства. «.

В верхней панели показана структура струи M87 на частоте 43 ГГц с наблюдениями с 2013 по 2018 год. Белые стрелки указывают угол положения струи на каждом подграфике. В нижней панели представлены результаты, полученные путем ежегодного суммирования изображений с 2000 по 2022 год. Зеленые и синие точки получены из наблюдений на частотах 22 ГГц и 43 ГГц соответственно. Красная линия отображает наилучшее соответствие модели прецессии.

Прецессия струи

Вращение чёрной дыры воздействует на окружающее пространство-время, производя явление, известное как перетаскивание системы координат, предсказанное Общей теорией относительности Эйнштейна, что могло бы объяснить отклонение в направлении струй.

Анализ показал, что ось вращения аккреционного диска M87* не совпадает с осью вращения чёрной дыры. Из-за этого наблюдается прецессия. Открытие прецессии убедительно подтверждает утверждение о том, что сверхмассивная чёрная дыра внутри M87 вращается. Это открытие открывает новые аспекты в нашем понимании природы сверхмассивных чёрных дыр.

Регулярные колебания струи M87 показывают несоответствие между вращением центральной черной дыры и падающего на неё диска вещества. Такое поведение оказывает существенное влияние на окружающую материю и пространство-время, подтверждая предсказания релятивистских законов. Галактика M87 продолжает удивлять нас, раскрывая новые интересные аспекты физики сверхмассивных черных дыр.