Черная дыра, за которой наблюдали ученые, находится в центре галактики NGC1365 на расстоянии 56 миллионов световых лет от Земли. Результаты, о которых можно прочитать в Nature, проясняют вопрос об измерении скорости вращения черных дыр — вопрос, который важен для определения того, как эволюционируют галактики и черные дыры. По словам Лоу Калузенски, работающего в проекте NuSTAR ученого из штаб-квартиры NASA в Вашингтоне, «это имеет огромное значение для науки о черных дырах».
Другой автор опубликованной исследовательской статьи, Фиона Гаррисон из Калифорнийского технологического института в Пасадене, говорит о том, что им удалось зафиксировать гамма-излучение, создаваемое падающей в черную дыру материей. «Излучение, которое мы видим, отклонялось и искажалось за счет движения частиц и очень мощного гравитационного поля» — говорит Гаррисон, указывая на другую задачу проведенного ей и ее коллегами исследования.
Излучение от быстро движущихся в гравитационном поле объектов меняется в соответствии с законами специальной и общей теории относительности Эйнштейна (СТО и ОТО, как обычно сокращают физики). СТО описывает поведение систем, разогнанных почти до скорости света, а в ОТО гравитация предстает как искажение четырехмерного пространства-времени и это тоже приводит к некоторым экзотическим эффектам.
Ранее астрофизики предполагали, что быстро вращающиеся облака раскаленного газа будут сами давать излучение, искажающее результаты измерений и не позволяющее определить скорость вращения самой черной дыры. Но запущенный в 2012 году гамма-телескоп NuSTAR способен получать изображение с использованием гамма-лучей очень высокой энергии, которые получаются непосредственно вблизи интересующего ученых объекта.
По тому, как гравитационное поле искажает это излучение, астрофизики определяют то, как именно искривлено пространство-время. Это, в свою очередь, позволяет вычислить и массу черной дыры, и скорость ее вращения, что необходимо для восстановления истории сверхмассивных черных дыр. Черные дыры в центре галактик отличаются очень большой, в миллионы раз больше солнечной, массой — эти дыры радикально отличаются от тех, которые возникают при гибели звезд с массой в несколько раз больше нашего Солнца.
Сверхмассивные черные дыры окружены диском раскаленной плазмы, а мощные магнитные поля выбрасывают вдоль оси вращения струи вещества, разогнанного почти до скорости света. Свечение этих дисков может затмевать большую часть галактики в целом и процесс превращения вещества в энергию идет у черных дыр в сотни раз эффективней, чем при термоядерных реакциях. Из всех объектов, что известны человечеству, именно активные ядра галактик занимают первое место по мощности: так что интерес к ним ученых вполне понятен.