Ученые-астрономы, используя космический телескоп НАСА NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) совместно с космическим телескопом Европейского космического агентства XMM-Newton, сделали ряд измерений, которые позволили достаточно точно измерить скорость вращения огромной черной дыры, масса которой в два миллиона раз превышает массу Солнца. Эта сверхмассивная черная дыра находится в центре галактики 1365 NGC и вращается с максимальной скоростью, которую допускает теория гравитации Эйнштейна, со скоростью, очень близкой к скорости света.

Открытие такой уникальной черной дыры и точное измерение ее основных характеристик позволят ученым глубже понять то, какие силы вызывают формирование галактик вокруг черных дыр и какие процессы там происходят. Помимо этого, такое открытие является еще одним убедительным подтверждением истинности Общей теории относительности Эйнштейна. "Такое открытие имеет очень важное значение для ученых изучающих черные дыры и занимающихся общими вопросами космологии и астрофизики" - заявил Лу Калузиенский (Lou Kaluzienski), ученый-астрофизик из состава программы NuSTAR.

Космический телескоп NuSTAR, запущенный на околоземную орбиту в июне месяце 2012 года, может обнаружить и измерить высокоэнергетическое рентгеновское излучение от далеких космических объектов с очень высокой точностью. Этот телескоп служит своего рода дополнением к другим рентгеновским телескопам, которые способны зарегистрировать рентгеновское излучение с более низким уровнем энергии, таким как, рентгеновская обсерватория Чандра (Chandra X-ray Observatory) и европейский космический рентгеновский телескоп XMM-Newton.

Более ранние измерения параметров черной дыры галактики 1365 NGC, проведенные только с помощью телескопа NuSTAR, являлись не очень достоверными из-за наличия газопылевых облаков, которые затеняли черную дыру и искажали результаты измерений. Но, с помощью второго телескопа, телескопа XMM-Newton, ученые смогли взглянуть на черную дыру в более широком рентгеновском диапазоне, что позволило получить высокий уровень детализации и увидеть область пространства в непосредственной близости от горизонта событий черной дыры.



Новые измерения также показали, что рентгеновское излучение не искажается газопылевыми облаками, его преломление обуславливается влиянием гравитации сверхмассивной черной дыры. Измеряя показатели этого преломления в различных частях доступного рентгеновского диапазона, ученые определили скорость вращения самой черной дыры с высокой точностью.

Сверхмассивные вращающиеся черные дыры, как правило, окружены дисками из материи, которые формируются под влиянием гравитационных сил черной дыры. Теория Эйнштейна предсказывает, что чем быстрее вращается черная дыра, тем ближе к ее горизонту событий будет располагаться этот диск материи, которая рано или поздно будет поглощена черной дырой. В данном случае, снимки в области высокоэнергетического рентгена, сделанные телескопом NuSTAR, показали, что железо, атомы которого входят в состав материи диска, находятся так близко к горизонту событий черной дыры, что ее гравитация начинает оказывать деформирующее воздействие на эти атомы.

Вместе с данными о преломлении рентгеновского излучения гравитацией черной дыры, данные об искажениях в спектральных линиях железа позволили ученым точно рассчитать скорость вращения черной дыры и подтвердить достоверность сделанных расчетов.

Измерения скорости вращения черной дыры, ее массы, размеров и других основных характеристик позволят ученым приблизиться к разгадке того, какие силы во Вселенной могут стать источником происхождения таких невероятно огромных, сильных, высокоэнергетических объектов и явлений в космосе.

"Эти огромные монстры, с массами от миллионов до миллиардов масс Солнца, зарождаются как маленькие "семена" в центрах молодых галактик. Затем они растут, глотая газ, материю, планеты и звезды их "материнской" галактики. Они могут слиться с другими гигантскими черными дырами в результате столкновения двух галактик" - рассказывает Гуидо Ризалити (Guido Risaliti), ученый из центра астрофизики Гарварда-Смитсона (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics).