“Коливні” рештки зірки, розірваної (спагеттифікованої) надмасивною чорною дірою під час наближення, допомогли виявити швидкість обертання “агресора”.
Міжнародна група астрономів запропонувала новий спосіб дослідження надмасивних чорних дір та їхньої еволюції у Всесвіті. Вони використовували для аналізу подію приливного руйнування – яскравий спалах, коли приливний вплив гравітації надмасивної чорної діри розриває зірку на частини.
Коли зірка руйнується, половина маси несеться геть, а інша – розлітається навколо чорної діри, створюючи надзвичайно гарячий акреційний диск обертового зоряного матеріалу, що обертається. Вчені показали, що коливання диска є ключем до визначення структури та обертання центральної чорної діри.
Науковці виміряли обертання прилеглої надмасивної чорної діри, відстежуючи характер рентгенівських спалахів, які вона виробляє одразу після події приливного руйнування. Астрономи стежили за спалахами протягом кількох місяців і визначили, що вони, ймовірно, є сигналом гарячого акреційного диска, який розгойдувався взад і вперед під дією обертання чорної діри.
Відстежуючи, як коливання диска змінювалося з плином часу, дослідники визначили, наскільки на диск впливає обертання чорної діри і, своєю чергою, наскільки швидко обертається чорна діра. Аналіз показав, що “хижак” у центрі системи обертався зі швидкістю менше 25% швидкості світла – відносно повільно для чорних дір.
Моделювання злиття чорних дір. Зображення: Coughlin et al. 2017
Приливні руйнування чудово підходять для перевірки розуміння того, як матерія тече навколо чорних дір. Це важлива тема в астрофізиці, оскільки енергія, яку генерують чорні діри, може чинити сильний вплив на їхнє оточення, зазначають учені.
У кожної чорної діри власні особливості обертання, що формуються її космічними зіткненнями з плином часу. Доволі швидко обертається чорна діра, яка виросла в основному внаслідок акреції – збирання матеріалу від падаючих зірок і молекулярних хмар. Навпаки, та, що зростає злиттями з іншими чорними дірами, поступово сповільнюється.