Гравитационная линза позволила измерить вращение черной дыры

Специалисты Мичиганского университета благодаря необычной гравитационной линзе провели измерения скорости вращения сверхмассивной черной дыры, расположенной на расстоянии 6 миллиардов световых лет от Земли. Гравитационная линза усилила и «размножила» излучение окружающего дыру вещества. Объектом исследования стал квазар RXJ1131-1231, который находится в созвездии Чаши.

Чаша (лат. Crater, Crt) ? созвездие южного полушария неба. Занимает на небе площадь в 282,4 квадратного градуса, содержит 20 звезд, видимых невооружённым глазом.

Квазары – мощные источники излучения, образующиеся в результате падения вещества на черную дыру, в процессе которого формируется закрученный аккреционный диск и джеты – часто наблюдаемое в космосе явление, когда из компактного объекта вдоль его оси вращения выбрасываются потоки вещества. 

^{Квазар в представлении художника}

^{©NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC)}

Рубенс Райс из университета штата Мичиган в Энн-Арборе (США) и его коллеги, чтобы установить скорость вращения черной дыры, вычленили из всего излучения квазара лишь отражательную компоненту. В этом отраженном от аккреционного диска излучении находятся рентгеновские спектральные линии (железа). По их сдвигу можно установить степень искажения пространства вблизи горизонта событий. До сих пор специалистам не удавалось «поймать» эти линии для столь далеких квазаров.

На пути излучения квазара RXJ1131-1231 находится галактика, выступившая в качестве гравитационной линзы, которая усилила излучение квазара и превратила его в четыре разных источника. Выяснилось, что эта древняя черная дыра, возраст которой вдвое меньше возраста Вселенной, вращается неожиданно быстро – на верхней границе теоретически предсказанного значения.

Согласно теории относительности, вращающаяся черная дыра «закручивает» окружающее пространство. В связи с этим, зная степень этой «закрученности», становится возможным измерение скорости ее вращения, которая, в свою очередь, помогает понять, как образовалась черная дыра. Высокая скорость, как принято считать, показывает, что дыра поглощала вещество большими порциями, но редко. А низкая скорость вращения напротив, показывает случайный характер «питания» веществом.