Скоростта на въртене на свръхмасивна черна дупка се съгласува с Общата теория на относителността

Астрономите са успели да измерят точно скоростта на въртене на черна дупка.

Това е една чудовищна черна дупка, 18 милиарда слънчеви маси в центъра на блазара OJ287, на около 3,5 милиарда светлинни години от Земята.

Скоростта й на въртене се оказала 1/3 от максималната скорост на въртене, позволена в Общата теория на относителността, съобщи АstronomyNow. 

Блазарът е много високоенергиен квазар, свързан със супермасивна черна дупка в центъра на галактика. Квазизвездните радиоизточници или "квазари" за по-кратко, излъчват огромни количества електромагнитна радиация, предизвикана от колапса на материята в техните масивни черни дупки. Блазарът OJ287 е свързан с една от най-масивните черни дупки във Вселената.

Измерването на параметрите на въртенето му станаха възможни благодарение на една скорошна наблюдателна кампания с участието на повече от две дузини оптични телескопи и космически базирания рентгенов телескоп SWIFT на НАСА.

OJ287 произвежда квази-периодични оптични изблици на интервали от приблизително 12 години, наблюдавани от 1891 г. Проучването на новите масиви от данни показва наличие на двойни върхове в тези изблици.

Тези наблюдения накарали проф. Маури Валтонен (Mauri Valtonen) от Университета в Турку, Финландия и неговите сътрудници да разработят модел, според който се оказва, че зад OJ287 се крият две черни дупки с неравни маси. Техният модел включва масивна черна дупка с акреационен диск (диск от междузвездна материя, образуван от обекти, които попадат около черните дупки) и една сравнително малка черна дупка, "само" сто милиона слънчеви маси, която се върти около първата.

Блазарът OJ 287 е видим поради бавното натрупване на материя от акреационния диска върху по-голямата черна дупка. Освен това, малката черна дупка преминава през акреационния диск, движейки се по орбитата си, което предизвиква силно нагряване на материала в диска. Този нагрят материал изтича от двете страни на акреационния диск и излъчва силно в продължение на седмици. Това води до пикове в яркостта и възникват двойни върхове поради елиптичността на орбитата, както е показано на фигурата:

^{Схема на двете черни дупки в центъра на OJ287 (Източник: Gary Poyner, UK)}

Този ефект възниква от Общата теория на относителността на Айнщайн и скоростта на прецесия зависи главно от масите на двете черни дупки и скоростта на въртене на по-масивната черна дупка. През 2010 г. екипът на Валтонен е използвал осемте предишни ярки изблици на OJ287, за да измери точно скоростта на прецесия на орбитата на по-малката дупка. Този анализ показва за първи път скоростта на въртене на масивна черна дупка, заедно с точни прогнози за масите на двете черни дупки. Моделът на базата на Общата теория на относителността бе прогнозирал също, че следващото избухване ще се случи на 25 ноември 2015 г., отбелязвайки 100-годишнината от Общата теория на относителността на Айнщайн.

Затова стартира наблюдателната кампания за улавяне на този прогнозиран изблик, който започна около 18 ноември 2015 и достигна своята максимална яркост на 4 декември 2015 г. Той даде възможност на екипа на Валтонен директно да измерят скоростта на въртене на по-масивната черна дупка, която се оказа точно 0.31 от максимално допустимата стойност в Общата теория на относителността.

За сравнение финалната черна дупка, свързана с първото директно откриване на гравитационни вълни се оценява малко под 0.7.

Още по темата

19/02/2016

Космос

Хъбъл снима най-голямата черна дупка, виждана досега (видео)

07/11/2015

Физика

Преоткриването на Теорията на относителността на Айнщайн в следвоенния период

31/08/2015

Земята

Откриха две големи черни дупки близо до Земята

07/03/2015

Физика

Обща теория на относителността