Нижня панель: графік обертання релятивістського струменя, побудований на основі даних, підсумованих щорічно за період з 2000 по 2022 рік. Зелені та сині точки отримані за спостереженнями на частотах 22 і 43 ГГц відповідно. Червона лінія показує найкращу відповідність прецесії в системі. Зображення: Yuzhu Cui et al., 2023
Використовуючи дані 23 років спостережень, міжнародна група вчених, яку очолив доктор Цуй Юйчжу, вперше представила докази обертання чорної діри. Результати її роботи були опубліковані в журналі Nature.
До уваги дослідників потрапила гігантська еліптична галактика М87, розташована на відстані 55 мільйонів світлових років від нас. Надмасивна чорна діра в її центрі в 6,5 мільярда разів важча за Сонце. Спостереження за галактикою ведуться вже давно: релятивістський струмінь, або джет, який виходить з її центру, вдалося виявити ще 1918 року.
У своїй роботі вчені проаналізували дані за період з 2000 до 2022 року, отримані з більш ніж 20 радіотелескопів по всьому світу. Насамперед дослідників цікавило питання передавання енергії між чорною дірою, аккреційним диском, що її оточує, і джетом.
Згідно з провідною теорією, висока енергія джета витягується з обертання чорної діри. Остання впливає на аккреційний диск, що її оточує, таким чином, що змушує речовину витягуватися вздовж осі обертання.
Саме це вдалося виявити вченим: повторюваний 11-річний цикл прецесійного руху джета з амплітудою близько 10 градусів. Така динаміка безпосередньо пов’язується з обертанням надмасивної чорної діри в центрі галактики — явищем, яке раніше астрономам спостерігати не вдавалося.
Незважаючи на важливість цього відкриття, нова робота ставить перед ученими ще більше запитань: структура акреційного диска і точна величина обертання надмасивної чорної діри M87 досі залишаються вельми невизначеними.