Сверхмассивные черные дыры раскрыли секреты своего вращения: что узнали ученые

Черные дыры во Вселенной не только впечатляют своими размерами, но и удивляют скоростью вращения. Недавнее исследование, проведенное в рамках проекта Sloan Digital Sky Survey (SDSS), раскрывает, что скорость вращения сверхмассивных черных дыр может рассказать об их истории и способах формирования.

Два ключевых параметра черной дыры

Для описания черной дыры важно знать два параметра: массу и скорость вращения. Но измерить их крайне сложно. Логан Фрайс, исследователь из Университета Коннектикута, объясняет: "Масса трудна для измерения, но вращение — ещё сложнее". Тем не менее, понимание этих величин имеет решающее значение для изучения эволюции черных дыр.

Что открыли ученые

Фрайс и его коллеги изучили сотни сверхмассивных черных дыр, начиная с сегодняшнего дня и до 7 миллиардов лет назад. Исследование показало, что многие черные дыры вращаются с огромной скоростью, близкой к скорости света. Оказалось, что в ранней Вселенной черные дыры формировались в основном за счёт "поедания" окружающего газа и пыли, а не через слияния галактик. Это открытие противоречит устоявшемуся мнению, что черные дыры формируются исключительно при столкновениях галактик.

Почему черные дыры вращаются так быстро

Скорость вращения сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной оказалась выше, чем у тех, которые наблюдаются в современной эпохе. Ученые связывают это с процессом аккреции — плавным притягиванием материи из окружающего пространства. Чем больше газов и пыли "съедает" черная дыра, тем быстрее она вращается. Напротив, слияния черных дыр, как оказалось, замедляют вращение.

"Археология черных дыр"

Фрайс называет своё исследование "археологией черных дыр". Спектральные данные, полученные SDSS, позволяют определить тонкие сдвиги в длинах волн света, которые связаны с вращением черной дыры. Эти измерения позволяют проследить историю её роста. "Смотря на вращение, мы изучаем космические "ископаемые" и можем понять, как черные дыры изменялись с течением времени", — поясняет он.

Новые горизонты для исследований

Результаты исследования открывают новые направления для изучения сверхмассивных черных дыр. Будущие наблюдения телескопа James Webb Space Telescope (JWST) помогут получить ещё более точные данные о далеких черных дырах и их окружении. Это позволит лучше понять, как черные дыры формировались и эволюционировали в разные эпохи существования Вселенной.

Уточнения

Чёрная дыра́ — область пространства-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света.