16.06.2024

Речь идёт о той самой чёрной дыре, которая прославилась как первая сфотографированная. Спустя год после получения исторического снимка учёные решили посмотреть на неё снова.

 Обложка © Shutterstock

Обложка © Shutterstock

Эта чёрная дыра в диаметре сопоставима с орбитой Плутона, то есть её большая часть уместилась бы в пространство нашей Солнечной системы. Но в этом пространстве заключена масса не одного Солнца с мелкой россыпью планет, а шести миллиардов Солнц. Это не опечатка: именно такие оценки её массы приводятся в опубликованной недавно научной статье. К примеру, в центре нашей галактики Млечный Путь тоже находится гигантская чёрная дыра, но её размер равняется орбите Меркурия и имеет массу четырёх миллионов Солнц. Но даже это трудно представить.

Сверхмассивная чёрная дыра в центре Messier 87 (М 87). Фото © Physics

Сверхмассивная чёрная дыра в центре Messier 87 (М 87). Фото © Physics

Так вот, этот монстр размером с Солнечную систему тоже находится в центре М 87 в созвездии Девы в 53,5 миллиона световых лет от нас. И эта галактика, соответственно, тоже массивнее и больше нашей. Вообще, она совсем другая. Наша — спиральная, а эта — эллиптическая. По сегодняшним представлениям учёных, такие возникают в результате слияния нескольких галактик. Что интересно, почему-то из-за этого получается так, что там быстро перестают образовываться новые звёзды. И последние, наверное, десять миллиардов лет там находятся только такие звёзды, которые и могли просуществовать столько времени до сегодняшнего дня: красные карлики, белые карлики, пульсары, чёрные дыры звёздных масс.

Но вернёмся к центральной чудовищной чёрной дыре М 87. На знаменитой фотографии 2017 года её видно только благодаря тому, что она окружена нимбом притянутого ею и постепенно поглощаемого ею вещества. Оно называется аккреционным диском. По примерным подсчётам, каждые десять лет из него в эту чёрную дыру падает масса целого Солнца. Вещество в нём расщеплено на элементарные частицы и носится в таком виде со скоростью почти тысяча километров в секунду. А физика процесса аккреции такова, что при этом от полюсов чёрной дыры, то есть перпендикулярно плоскости диска, вылетают мощнейшие струи того же притянутого вещества, так называемые релятивистские струи. И одна из этих струй из центра М 87 смотрит в нашу сторону — вот она.

Релятивистская струя плазмы, идущая от сверхмассивной чёрной дыры в центре М 87. Фото © Wikipedia / NASA

Релятивистская струя плазмы, идущая от сверхмассивной чёрной дыры в центре М 87. Фото © Wikipedia / NASA

А теперь смотрим непосредственно на светящийся диск вокруг этой чёрной дыры. Астрономы сравнили знаменитую самую первую фотографию центра М 87 с той, которая была получена год спустя. Заметна достаточная разница. Самая яркая область сместилась на 30 градусов против часовой стрелки. Именно в этом направлении, как установили учёные, и идёт вращение диска. Как они объясняют, наиболее яркая его область — это та, где вещество несётся по направлению к нам, а более тусклая, соответственно, — где движется от нас. Дело в том, что при движении излучающего свет объекта к нам длина волны этого света делается короче, то есть смещается в сторону синего света, что называется синим смещением. И наоборот, удаляющийся объект кажется более красным, более тусклым, потому что длина его световых волн увеличивается. Это красное смещение. Так по внешнему виду аккреционного диска учёные определяют, в каком направлении он вращается. К примеру, диск вокруг нашей центральной галактической чёрной дыры Стрелец А* вращается в обратную сторону — по часовой.

Сравнение двух снимков сверхмассивной чёрной дыры в центре М 87, сделанных в 2017 и 2018 годах. Фото © Astronomie / EHT Colloboration

Сравнение двух снимков сверхмассивной чёрной дыры в центре М 87, сделанных в 2017 и 2018 годах. Фото © Astronomie / EHT Colloboration

Учёные сегодня размышляют, о чём говорит этот 30-градусный сдвиг самой яркой области диска М 87. Если считать, что это смещение вещества по мере вращения диска, то, получается, за год это вещество прошло одну двенадцатую часть полного круга, то есть на один оборот диска вокруг чёрной дыры должно уходить 12 лет. Но учёные пишут, что, по расчётам, он должен вращаться заметно быстрее, поэтому у них есть предположение, что это сдвиг не совсем по мере вращения, скорее, по мере некоторого смещения самой плоскости диска. Они просмотрели также и снимки, сделанные после 2018 года, и обнаружили, что внешний вид кольца меняется ежегодно. По их подозрениям, снимок 2018 года показывает, как кольцо на самом деле располагается чаще всего. Но астрофизиков радует то, что размеры кольца с годами не меняются. Это подтверждает правильность их расчётов, а расчёты эти делались на основе общей теории относительности Эйнштейна. По их вычислениям выходит, что этот нимб чёрной дыры в М 87 остаётся неизменным на протяжении всей истории человечества. Значит, если отсчитывать с момента появления первых орудий труда, то уже почти три миллиона лет.

Странный сигнал из космоса: Учёные встревожены новыми данными обсерватории FermiСтранный сигнал из космоса: Учёные встревожены новыми данными обсерватории Fermi  Адель Романенкова   Комментариев: 0avatarДля комментирования авторизуйтесь! Авторизоваться

Источник