Было обнаружено, что сверхмассивная черная дыра (СМЧД) M 87* в центре галактики Messier 87 (M 87) вращается, заставляя релятивистскую струю (джет) колебаться примерно на 10 градусов.
Наблюдение данного эффекта подтверждает одну из наиболее важных особенностей черных дыр, о которой астрономы подозревали уже давно, но ранее не могли подтвердить экспериментально.
M 87* — наиболее изученная СМЧД, которая находится в «сердце» галактики M 87, удаленной примерно на 53,5 миллиона световых лет от нас. M 87 — далеко не самая большая из известных нам галактик, но при этом ее диаметр почти на 32 000 световых лет больше диаметра Млечного Пути, который составляет 100 000 световых лет.
Масса M 87* примерно в 6,5 миллиарда раз превосходит массу Солнца. Для сравнения, СМЧД Стрелец A*, находящаяся в «сердце» нашей Галактики, «всего» в 4,154 миллиона раз массивнее Солнца.
Впечатляющая массивность M 87* и ее относительно небольшая удаленность, делают данную СМЧД идеальным объектом такого рода для изучения.
Напомним, что M 87* — первая в истории черная дыра, чье изображение (если быть точнее, то изображение тени на фоне аккреционного диска) было получено в 2019 году.
Еще до появления изображения астрономы часто направляли свои телескопы на M 87. Данные, собранные более чем 20 радиотелескопами по всему миру в период с 2000 по 2022 годы, позволили изучить 11-летний цикл движения основания джета M87.
Отдельные изображения не имеют достаточной детализации, чтобы доказать колебания джета, поэтому команда под руководством доктора Цуй Ючжу из лаборатории Чжэцзян, Китай, объединила 164 изображения, полученные за два года наблюдений. Это позволило существенно улучшить детализацию.
M 87* создает настолько огромный джет, что никакая известная нам внешняя сила не может заставить его раскачиваться, поэтому движения могут быть связаны только с самой СМЧД.
Однако если СМЧД вращается, как считается, то следует ожидать движений основания джета по регулярному циклу, при условии, что ось вращения черной дыры не совмещена с осью вращения ее аккреционного диска. Это создаст прецессию, подобную той, которая заставляет ось вращения Земли менять свое направление в пространстве (медленно перемещаться по небу), вызывая примерно 26 000-летний цикл, который приводит к изменению положения звезд относительно экваториальной системы координат и сопутствующим изменениям климата.
Считается, что вращение является одной из ключевых особенностей черной дыры наряду с массой и электрическим зарядом. Гипотеза об отсутствии волос утверждает, что эти три характеристики говорят нам все, что нужно знать о черной дыре. Недавно это было поставлено под сомнение, но путем добавления дополнительных факторов, а не отрицания важности вращения.
Гравитационное притяжение черной дыры настолько велико, что, вращаясь, она искажает ткань пространства-времени. На это способны все черные дыры, но от СМЧД более ощутим.
«Мы очень рады этому важному открытию, — сказала Цуй Ючжу. — Поскольку смещение между черной дырой и диском относительно невелико, а период прецессии составляет около 11 лет, для наблюдения эффекта от вращения потребовались данные с высоким разрешением, отслеживающие структуру M 87 за два десятилетия, а после их тщательный анализ».
Авторы отмечают, что другие СМЧД также исследовались на предмет вращения, но пока безрезультатно. Однако они отмечают, что если движения будут менее интенсивными или период намного больше, то их будет сложнее обнаружить, но уже нет никаких оснований сомневаться в том, что черные дыры вращаются.
