Исследование данных, полученных с глобальной сети радиотелескопов при наблюдении за галактикой Messier 87, продемонстрировало колебания величиной приблизительно в 10 градусов у струи вещества, вырывающейся из центральной сверхмассивной черной дыры. Этот факт служит подтверждением вращения данной структуры. Подробности исследования и основные заключения ученых были опубликованы в журнале Nature.
«Наблюдения за сверхмассивной черной дырой в галактике Messier 87, проводившиеся с 2000 по 2022 год, выявили повторяющийся цикл прецессионного движения основания струи, длящийся 11 лет. Это явление соответствует прогнозам, сделанным на основе Общей теории относительности Альберта Эйнштейна», – сообщают авторы открытия.
Активные сверхмассивные черные дыры представляют собой одни из самых мощных объектов во Вселенной: они обладают колоссальной гравитацией, позволяющей им поглощать значительное количество вещества и выбрасывать в окружающее пространство энергичные потоки плазмы – джеты. Эти струи простираются на тысячи световых лет, состоят из частиц, движущихся со скоростью, близкой к скорости света, и оказывают существенное влияние на эволюцию галактики-хозяина.
«Механизм генерации энергии и способ ее передачи между сверхмассивными черными дырами, а также их аккреционными дисками и релятивистскими струями, остаются неясными. Наиболее распространенная гипотеза утверждает, что энергия, необходимая для формирования джета, может быть получена из вращения черной дыры, однако прямое наблюдение этого процесса пока отсутствует», – отметили ученые, сделавшие это открытие.
Галактика Messier 87 находится на расстоянии 55 миллионов световых лет от Земли и содержит известную сверхмассивную черную дыру, «тень» которой была запечатлена в 2019 году. Благодаря относительно небольшому расстоянию до нее совместные наблюдения с использованием радиотелескопов позволяют детально изучать процессы, происходящие в основании струи, вырывающейся из гравитационного колодца.
В центре внимания данного открытия лежит фундаментальный вопрос: какая сила способна периодически изменять направление столь мощной струи вещества? Возможно, ответ кроется в особенностях поведения аккреционного диска, окружающего центральную сверхмассивную черную дыру.
«Изначально вещество, падающее в черную дыру, формирует плоскую структуру, а по мере приближения к горизонту событий начинает закручиваться внутрь по спирали. Однако вращающаяся черная дыра оказывает существенное воздействие на окружающую ее геометрию пространства-времени, вызывая смещение близлежащих объектов вдоль оси ее вращения – эффект, известный как «перетаскивание кадров». Согласно проведенному анализу, из-за этого эффекта ось аккреционного диска постоянно меняется и не совпадает с осью вращения сверхмассивной черной дыры, что приводит к прецессии джета», – прокомментировали авторы исследования.
Несмотря на то, что это исследование внесло ясность в понимание загадочного мира сверхмассивных черных дыр, оно также порождает новые вопросы, поскольку структура аккреционного диска и точная скорость вращения сверхмассивной черной дыры в галактике Messier 87 по-прежнему остаются неточными.
