Наблюдения за вспышками сверхмассивной черной дыры OJ287 в созвездии Рака позволили астрофизикам впервые очень точно измерить скорость ее вращения, что в ближайшие десять лет позволит проверить, действительно ли у черных дыр "нет волос", пишут ученые в статье в Astrophysical Journal Letters.
Крайне необычная черная дыра OJ287, расположенная в одной из галактик в созвездии Рака на расстоянии в 3,6 миллиарда световых лет от Земли, была открыта в 70 годах прошлого века. Наблюдения за ней раскрыли удивительный феномен – данная черная дыра периодически "взрывалась" и ее яркость повышалась в несколько раз.
Причиной этого, как выяснили астрономы уже в этом тысячелетии, является то, что OJ287 живет в центре ее галактики не в одиночестве, а в компании другой черной дыры. Она сближается с ней примерно каждые 12 лет и проходит через ее диск аккреции – "бублик" из перемолотых обломков астероидов, звездной материи и газа, вращающийся вокруг OJ287.
Наблюдая за этими вспышками, Маури Валтонен (Mauri Valtonen) из университета Турку (Финландия) и его коллеги смогли вычислить точную массу черных дыр – 18 миллиардов Солнц для OJ287 и 100 миллионов для ее невидимого компаньона, а также определить, что ось вращения меньшей черной дыры может колебаться в стороны на фантастические 38 градусов.
Используя эти расчеты, Валтонен и его коллеги предсказали, что следующая вспышка OJ287 произойдет в конце ноября-начале декабря 2015 года. Ученые с нетерпением ожидали этой даты, так как следующая порция наблюдений за вспышкой OJ287 была необходима им для оценки того, с какой скоростью вращается более крупная черная дыра.
Предсказания астрофизиков оказались правильными – вспышка началась чуть раньше ожидаемого, 18 ноября, и достигла своего пика в первых числах декабря. Раннее начало вспышки, как объясняют ученые, свидетельствует о том, что часть энергии вращения черных дыр была выделена в виде гравитационных волн, что косвенно подтверждает их существование.
Наблюдая за декабрьской вспышкой при помощи ряда оптических телескопов и космической обсерватории Swift, группа Валтонена вычислила скорость вращения более крупной черной дыры вокруг своей оси, замеряя поляризацию излучения, возникшего в ходе пролета меньшей "половинки" OJ287 через диск аккреции.
Эти наблюдения показали, что OJ287 вращается достаточно медленно – ее скорость вращения вокруг себя составляет 31,3% от максимально возможного значения, допускаемого общей теорией относительности Эйнштейна. Точное значение скорости вращения OJ287 интересно ученым тем, что оно позволит в ближайшие 10 лет проверить знаменитую теорию о том, что у "черных дыр нет волос".
Достаточно долгое время ученые считали, что материя, проглоченная черной дырой, не способна покинуть ее пределы. Одну из сторон этого феномена ученые с 60 годов прошлого века описывают короткой, но емкой фразой – "черная дыра не имеет волос", которая означает, что все черные дыры с одинаковой массой, зарядом (в данном случае он равен нулю) и скоростью вращения будут выглядеть и описываться совершенно одинаково.
Сегодня это предположение подвергается критике со стороны целого ряда астрофизиков, в том числе и знаменитого британского ученого Стивена Хокинга, одного из изначальных авторов этой гипотезы. Сегодня он считает, что черные дыры окружены своеобразными "мягкими волосами" – набором фотонов с почти нулевой энергией, которые непрерывно образуются у горизонта событий сингулярности.
Как надеются Валтонен и его коллеги, наблюдения за OJ287 в ходе следующей вспышки, которая произойдет в июле 2019 года, помогут им измерить так называемый квадрупольный момент массы у более крупной черной дыры, который должен быть жестко связан с ее скоростью вращения. Если эта зависимость не подтвердится, то тогда можно будет говорить, что у черной дыры все же есть "волосы".
Источник