Чудовищная черная дыра в центре галактики M87: новые открытия

Черная дыра, скрывающаяся в сердце галактики M87, — настоящий космический монстр. Она является одной из самых массивных в нашей локальной Вселенной и стала идеальной первой целью для телескопа Event Horizon (EHT). Ученые вновь изучили эту сверхмассивную черную дыру, используя знаменитые снимки EHT, и теперь выяснили, с какой невероятной скоростью она вращается и сколько материи поглощает.

Результаты поражают воображение. Эта черная дыра, чья масса в 6,5 миллиардов раз превышает массу Солнца, вращается со скоростью, составляющей около 80% от теоретически возможного максимума во Вселенной. Чтобы представить это наглядно: внутренний край ее аккреционного диска движется со скоростью 14% от скорости света — это примерно 42 миллиона метров в секунду.

Ученые пришли к этим выводам, изучив «яркое пятно» на оригинальных изображениях черной дыры. Эта асимметричная подсветка — не просто эффектный элемент: она вызвана релятивистским доплеровским усилением. Материя с одной стороны диска движется в нашу сторону так быстро, что кажется значительно ярче, чем та, что удаляется. Измерив эту разницу в яркости, исследователи смогли вычислить скорость вращения.

Но самое интересное — впереди. Ученые также проанализировали структуру магнитных полей вокруг черной дыры, которые действуют как «карта», показывающая, как материя закручивается внутрь. Оказалось, что вещество падает в черную дыру со скоростью около 70 миллионов метров в секунду (примерно 23% скорости света).

На основе этих данных исследователи оценили, что черная дыра M87 поглощает от 0,00004 до 0,4 солнечных масс материи в год. Это может показаться огромной цифрой, но для столь массивного объекта это довольно скромный аппетит — черная дыра далека от так называемого «предела Эддингтона», что означает ее относительно спокойную фазу активности.

Но, пожалуй, самое важное открытие — это то, что энергия падающей материи идеально соответствует мощности знаменитого релятивистского джета M87 — гигантского потока частиц, вырывающегося с околосветовой скоростью на тысячи световых лет. Это подтверждает теорию о том, что подобные струи формируются именно за счет процесса поглощения материи черной дырой.

Данное исследование — огромный шаг в понимании природы сверхмассивных черных дыр. Если раньше оценки скорости вращения M87 варьировались от 0,1 до 0,98, то новый метод указывает на значение не менее 0,8, а возможно, и близкое к теоретическому максимуму (0,998).

С развитием более мощных телескопов и методов визуализации черная дыра M87, вероятно, останется ключевой «космической лабораторией» для проверки наших представлений о гравитации, пространстве-времени и самых экстремальных физических процессах во Вселенной. Каждое новое измерение приближает нас к ответам на фундаментальные вопросы: как эти монстры влияют на эволюцию галактик и, возможно, даже на судьбу самой Вселенной.