Гравітаційна лінза дозволила рентгенівському телескопу «Чандра» дуже точно виміряти швидкість обертання чорної діри в одній із галактик у сузір’ї Пегаса, інформує 1NEWS з посиланням на cikavosti.com.
Виявилося, що вона рухається навколо осі майже так само швидко, як і світло.
«Виміри швидкостей обертання чорних дір дуже важливі для нас, оскільки вони відображають те, як росли ці гіганти, як вони взаємодіяли з іншими регіонами галактик і як виглядають їхні найближчі околиці. Ми вперше використали рентгенівське випромінювання квазарів для того, щоб точно обчислити цей параметр і зрозуміти, наскільки близько до нього може підійти будь-яке небесне тіло», — пишуть вчені.
Будь-яке скупчення матерії великої маси взаємодіє зі світлом і змушує його промені викривлятися так, як це роблять звичайні оптичні лінзи.
Такий ефект вчені називають гравітаційним лінзуванням. У деяких випадках викривлення простору допомагає побачити астрономам наддалекі об’єкти — перші галактики Всесвіту і їх ядра-квазари — які були б недоступні для спостереження із Землі без гравітаційного «збільшення».
Якщо два квазари, галактики або інших об’єктів розташовані майже рівно один за одним для спостерігачів на Землі, виникає цікавий феномен. Світло більш далекого об’єкта розщепиться при проходженні через гравітаційну лінзу першого. З-за цього ми побачимо не дві, а п’ять яскравих точок, чотири з яких будуть світловими «копіями» більш далекого об’єкта.
Подібна структура часто називається «Ейнштейнівським хрестом» з-за того, що її існування передбачається теорією відносності.
Що найважливіше, ця теорія говорить, що кожна копія об’єкта буде являти собою «фотографію» квазара, галактики або наднової в різні періоди їх життя через те, що їх світло витрачає різну кількість часу на вихід з гравітаційної лінзи. Сіньюй Дай (Xinyu Dai) з університету Оклахоми Норманів (США) і його колеги скористалися «хрестами Ейнштейна для того, щоб розв’язати задачу, яку багато хто з астрономів раніше вважали неможливою — їм вдалося безпосередньо виміряти швидкість обертання відразу декількох надмасивних чорних дір.
У минулому, подібні виміри проводилися лише непрямими шляхами, тому, що саму чорну діру, незважаючи на її величезну масу, неможливо побачити й виміряти.
Дай і його колеги звернули увагу на те, що і маса і швидкість обертання чорної діри відбивається на тому, як виглядає її рентгенівське випромінювання і якими володіє розмірами та область, де воно народжується. Даний регіон майже настільки ж малий, як і сам горизонт подій чорної діри, з-за чого в нормальних умовах її фактично неможливо побачити.
З іншого боку, «хрест Ейнштейна» дозволяє це зробити, якщо вони накладаються один на одного або на інші типи гравітаційних лінз.
Керуючись цією ідеєю, астрофізики вивчили фотографії нічного неба, отримані «Чандра», і знайшли відразу п’ять квазарів, чий світ був посилений подібним чином. Один з них, Q2237+0305, був збільшений настільки вдало, що вченим вдалося виміряти швидкість обертання чорної діри з рекордно високою точністю.
Цей об’єкт, розташований в сузір’ї Пегаса на відстані 8 мільярдів світлових років від Землі, рухається навколо своєї осі надзвичайно швидко, приблизно 70% від швидкості світла. Нові оцінки виявилися помітно вище прогнозів, отриманих непрямими шляхами, і вони всього на 8% менше максимального значення, яке допускає теорія.
Завдяки настільки швидкому обертанню, Земля або будь-які інші об’єкти, що опинилися в околицях цієї чорної діри, залишалися б стабільними і не падали на неї навіть у тому випадку, якщо вони були віддалені від горизонту подій всього в 2-3 рази більше, ніж відстань між центром Q2237+0305 та цієї уявною лінією.
Що цікаво, решта чотири об’єкти володіли «нормальною» швидкістю обертання, яка була приблизно у два рази менше, ніж у Q2237+0305.
Чому це так, учені поки не можуть сказати, однак вони припускають, що ці відмінності показують те, що відбувалося з їх галактиками в далекому минулому.
