Supermasywna czarna dziura w sercu naszej galaktyki nie tylko wiruje, ale robi to z niemal pełną prędkością, ciągnąc za sobą wszystko, co znajduje się w pobliżu.
Fizycy obliczyli prędkość rotacyjną supermasywnej czarnej dziury w Drodze Mlecznej, zwanej Sagittarius A* (Sgr A*), korzystając z należącego do NASA Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra do obserwacji promieni rentgenowskich i fal radiowych emitowanych przez wypływ materii.
Prędkość obrotowa Czarna dziura Jest ona definiowana jako „a” i ma wartość od 0 do 1, gdzie 1 oznacza maksymalną prędkość obrotową danej czarnej dziury, co stanowi duży ułamek prędkości światła. Ruth A. DaliFizyk z Penn State i jego współpracownicy odkryli, że prędkość obrotowa Sagittarius A* waha się od 0,84 do 0,96, czyli blisko górnej granicy wyznaczonej przez szerokość czarnej dziury. Zespół opisał zdumiewającą szybkość Sgr A* w badaniu opublikowanym 21 października w czasopiśmie Miesięczne powiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.
„Odkrycie, że Sagittarius A* obraca się z maksymalną prędkością, ma daleko idące implikacje dla naszego zrozumienia Czarna dziura „Powstanie i procesy astrofizyczne związane z tymi wspaniałymi obiektami kosmicznymi”. Xavier CalmetteFizyk teoretyczny z Uniwersytetu w Sussex, który nie był zaangażowany w badania, powiedział Live Science w e-mailu.
Powiązany: Odkształcalne kryształy wykorzystują „fałszywą grawitację” do zaginania światła, podobnie jak robią to czarne dziury
Czarne dziury są przeszkodą
Rotacja czarnej dziury różni się od rotacji innych obiektów kosmicznych. Podczas gdy planety, gwiazdy i asteroidy to ciała stałe o fizycznych powierzchniach, czarne dziury to w rzeczywistości obszary czasoprzestrzeni ograniczone niefizyczną powierzchnią zewnętrzną zwaną horyzontem zdarzeń, poza którą światło nie może uciec.
„Podczas gdy obrót planety lub gwiazdy zależy od rozkładu jej masy, obrót czarnej dziury opisuje jej moment pędu” – powiedział Calmette. „Z powodu intensywnych sił grawitacyjnych w pobliżu czarnej dziury, rotacja powoduje, że czasoprzestrzeń staje się niezwykle zakrzywiona i skręcona, tworząc tak zwaną ergosferę. Efekt ten jest charakterystyczny dla czarnych dziur i nie występuje w przypadku obiektów stałych, takich jak planety lub gwiazdy.”
Oznacza to, że obracając się, czarne dziury dosłownie skręcają strukturę czasoprzestrzeni i wciągają wszystko do atmosfery.
Zjawisko to, zwane „przeciągnięciem ramki” lub „efektem soczewkowania i tamowania”, oznacza, że aby zrozumieć sposób, w jaki zachowuje się przestrzeń wokół czarnej dziury, badacze muszą znać jej rotację. Przeciąganie ramki powoduje także dziwne efekty wizualne wokół czarnych dziur.
„Gdy światło przemieszcza się w pobliżu obracającej się czarnej dziury, obrót czasoprzestrzeni powoduje zakrzywienie lub skręcenie ścieżki światła” – powiedział Calmette. „Powoduje to zjawisko zwane soczewkowaniem grawitacyjnym, w którym droga światła jest zakrzywiona pod wpływem grawitacji obracającej się czarnej dziury. Efekt przeciągania ramy może tworzyć pierścienie świetlne, a nawet cień czarnej dziury. Są to przejawy wpływ grawitacji czarnych dziur na światło.”
Teoretyczna maksymalna prędkość czarnej dziury zależy od tego, w jaki sposób odżywia się ona materią, a tym samym od tego, jak rośnie.
„Kiedy materia wpada do czarnej dziury, zwiększa to jej rotację, ale istnieje ograniczenie co do wielkości momentu pędu, jaki może ona posiadać” – powiedział Calmette. „Kolejnym czynnikiem jest masa czarnej dziury. Większe czarne dziury mają większą grawitację, co utrudnia zwiększenie ich rotacji.
„Ponadto interakcja między czarną dziurą a jej otoczeniem, np. dyskami akrecyjnymi, może przenosić moment pędu i wpływać na rotację czarnej dziury” – dodał.
To mogłoby wyjaśniać, dlaczego Sgr A*, którego masa odpowiada około 4,5 miliona Słońc, ma prędkość rotacyjną pomiędzy 0,84 a 0,96, ale supermasywna czarna dziura, która szybko żeruje w sercu galaktyki M87 – pierwszej czarnej dziurze jakie kiedykolwiek sfotografowano – tak właśnie jest. Obraca się z prędkością od 0,89 do 0,91, mimo że ma masę odpowiadającą 6,5 miliarda słońc.
„Kawioholik. Fanatyk alkoholu na całe życie. Typowy ekspert podróży. Skłonny do napadów apatii. Internetowy pionier”.
More Stories
NASA pokazuje, jak SpaceX tankuje statki kosmiczne na niskiej orbicie okołoziemskiej
Pierwszy lot astronauty Boeinga Starlinera: aktualizacje na żywo
Naukowcy odkrywają „niespodziankę”, która zmienia ich rozumienie wszechświata