Jak szybko się kręci?

Po raz pierwszy zmierzono tempo rotacji supermasywnej czarnej dziury.

Odnajdujemy je w centrach niemal wszystkich galaktyk. Supermasywne czarne dziury, o masach od kilku milionów do kilkudziesięciu miliardów mas Słońca, rodzą się wraz z macierzystymi galaktykami, ich własności dają więc nam informację nie tylko o samych dziurach, ale też o dawnym i obecnym losie całych gwiezdnych wysp. W niedawnym numerze Nature ukazała się praca, której autorzy donoszą o pierwszym udanym pomiarze tempa rotacji takiego obiektu: czarnej dziury o masie około 2 mln mas Słońca, znajdującej się w centrum galaktyki spiralnej, odległej o 60 mln lat świetlnych od Ziemi NGC 1365. Dziurę obserwowano za pomocą teleskopów rentgenowskich: wystrzelonego w czerwcu 2012 roku przez NASA NuSTAR oraz europejskiego XMM-Newton. Dzięki badaniom promieniowania, dochodzącego z dysku materii pochłanianej przez czarną dziurę, badaczom udało się ustalić, jak daleko od horyzontu zdarzeń – obszaru, spod którego nie ma już powrotu – znajduje się krawędź dysku. Odległość krawędzi od horyzontu zależy właśnie od prędkości rotacji dziury. Jak się okazuje, obiekt z NGC 1365 rotuje niemal dokładnie z maksymalną dopuszczoną przez ogólną teorię względności prędkością. Wyznaczenie jednego z dwóch możliwych do zmierzenia parametrów typowej czarnej dziury – drugim jest masa – jest samo w sobie ważnym osiągnięciem. Jednocześnie jednak mów nam coś o historii dziury i jej macierzystej galaktyki: najwyraźniej dziura rosła.

CZARNA DZIURA pochłania materię, tworzącą wokół niej płaski dysk akrecyjny. Z okolic biegunowej dziury wypływają strugi materii, które – jak się uważa – powstają wskutek rotacji dziury. systematycznie, pochłaniając materię, a nie – jak często dotąd uważano – tylko losowo połykając przelatujące obok obłoki gazu i gwiazdy. W tym drugim wypadku średni przekazywany przez nie moment pędu, rozkręcający dziurę, byłby znikomy i nigdy nie osiągnęłaby ona tak dużej prędkości rotacji.