Черная дыра в классической теории полностью характеризуется тремя параметрами: массой, собственным вращением и электрическим зарядом. Даже несмотря на то, что она представляет собой сложную смесь из материи и энергии, все детали, сообщающие индивидуальность наполняющим черную дыру субстанциям, теряются при коллапсе их в сингулярность. Эта сингулярность окружена «горизонтом событий», и все, что попадает за этот рубеж – как материя, так и свет (энергия) – не может оттуда вернуться. Поэтому сингулярность представляется черной. За пределами горизонта событий вращающийся вокруг черной дыры аккреционный диск может свободно излучать энергию.
Астрономы могут измерять скорости собственного вращения черных дыр, моделируя рентгеновское излучение, исходящее из их окрестностей, одним из двух методов: сравнивая непрерывные спектры излучения (continuum-fitting method) или моделируя форму эмиссионной линии железа, наблюдаемой в результате свечения атомов железа, ионизированных в высокой степени. На настоящее время были определены скорости собственного вращения десяти черных дыр звездных масс, и таким образом была продемонстрирована надежность метода, основанного на сравнении непрерывных спектров излучения. Недавно было обнаружено, что одна яркая черная дыра, называемая Nova Muscae 1991, вращается в направлении, противоположном направлении вращения её аккреционного диска, что стало неожиданностью для ученых, так как предполагалось, что оба объекта вращаются в одном направлении. Скорость собственного вращения черной дыры согласно проведенным ранее измерениям оказалась относительно небольшой и составила всего лишь 10 процентов от предельного значения, допускаемого в рамках теории относительности.
В новой работе астрономы из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, во главе с Джеффом МакКлинтоком провели новый анализ архивных наблюдательных данных для этой черной дыры и получили уточненные данные измерений трех её ключевых параметров, необходимых в методе сравнения непрерывных спектров излучения — массы (11,0 солнечной массы), наклонения диска (43,2 градуса) и расстояния до Солнечной системы (16300 световых лет) — с определенной (умеренной) погрешностью в каждом случае. Используя эти новые цифры для оценки скорости собственного вращения черной дыры Nova Muscae 1991, ученые приходят к выводу, что эта скорость на самом деле примерно в пять раз больше, чем считалось ранее. Более того, это вращение в действительности является прямым относительно вращения аккреционного диска, а не ретроградным (обратное), как предполагалось до этого.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение