Галактика М87 и релятивистская струя. © NASA

Американским ученым удалось путем прямых наблюдений получить ряд новых данных о сверхмассивных черных дырах, расположенных в центрах галактик. В частности, они рассчитали радиус ближайшей к горизонту событий стабильной орбиты и подтвердили, что черные дыры вращаются.

Такие данные были получены при наблюдении за черной дырой массой примерно в 6,2 миллиарда солнц в центре галактики M87, расположенной на расстоянии в 53,5 миллиона световых лет от нас в созвездии Девы. Наблюдение осуществлялось синхронно с радиотелескопов в Калифорнии, Аризоне и на Гавайях.

Около 10 процентов массивных черных дыр испускают в пространство т.н. релятивистские струи – два узконаправленных потока элементарных частиц, движущихся с околосветовой скоростью по одной линии в противоположных направлениях. Протяженность таких струй может достигать сотен тысяч световых лет. При этом до сих пор была не известна их природа: предполагалось, что они могут появляться при взаимодействии разогретого и плотного вещества аккреционного диска около горизонта событий с поглощающей его дырой или при вращении самого коллапсара.

Наблюдение за истоками релятивистских струй M87 показало, что они начинаются на удивительно малом удалении от черной дыры – примерно в 7,35 ее радиуса. На том же расстоянии находится стабильная орбита, ближайшая к горизонту событий, то есть та, на которой вещество может находиться сколь угодно долго, не будучи втянутым в коллапсар.

Это означает, что источником струй является вращение самой дыры – излучение аккреционного диска испускалось бы на значительно большем расстоянии. Причем при наблюдаемых характеристиках струй скорость вращения дыры должна составлять не менее 0,65 от скорости света.