Американские ученые измерили скорость вращения черной дыры

Существование черных дыр - едва ли не самое удивительное предсказание общей теории относительности Эйнштейна. Если звезда любой массы становится компактнее определенного значения, то в силу собственной мощной гравитации коллапсирует в сингулярность или, иными словами, черную дыру. Считается, что в образовавшемся гравитационном колодце происходят невероятные события.

Исследователи из Центра астрофизики Гарвардского университета определили скорость вращения черной дыры - более 950 оборотов в секунду, что превышает установленный предел для данной величины.

Рамеш Нараян и его коллега МакКлинток использовали информацию спутника "Rossi X-ray Timing Explorer". "Мы получили точные значения скоростей вращения трех черных дыр. Самое интересное, что у микроквазара GRS1915+105 она почти совпадает с теоретически рассчитанной максимальной величиной, - говорит МакКлинток. - Результаты позволяют определить возможные источники вспышек гамма-лучей и найти гравитационные волны".

Для описания состояния черной дыры астрономы пользуются двумя величинами - массой и скоростью вращения. С оценкой первой они научились успешно справляться. Но до недавнего времени не было методов, позволяющих реально оценить скорость вращения. Гравитация черной дыры настолько сильна, что при вращении она "заглатывает" окружающее пространство. Любой объект, подобравшийся к так называемому горизонту событий черной дыры, будет неминуемо затянут в бешеный круговорот.


"Измеренная нами частота вращения - это скорость, с которой вращается пространство-время у горизонта событий", - объясняет Нараян. Высокоскоростная GRS1915 - самая массивная из двадцати рентгеновских бинарных черных дыр с известной массой. Она весит приблизительно в 14 раз больше Солнца.

За последние десятилетия были обнаружены десятки черных дыр в рентгеновских бинарных системах. Это системы, в которых два объекта вращаются относительно друг друга, при этом газ из обычной звезды постепенно перетекает в черную дыру. Процесс падения газа по спирали в черную дыру называется аккрецией. Газ нагревается до миллионов градусов и излучает рентгеновские лучи.

Как же определили скорость вращения столь необычного космического объекта? Основываясь на предсказаниях теории относительности, авторы работы исследовали рентгеновский спектр аккреционного диска. Дело в том, что всасываемый черной дырой газ испускает излучение только до определенного расстояния вне горизонта событий. Внутри этого радиуса газ опускается слишком быстро, чтобы излучать.

Критический радиус зависит от вращения черной дыры, он позволяет непосредственно оценить ее вращение. Чем меньше радиус, тем горячее рентгеновские лучи. По температуре и яркости рентгеновских лучей можно определить радиус и, следовательно, скорость вращения черной дыры.

Результаты исследования опубликованы в "Astrophysical Journal".

© inauka.ru / 2007-09-07