Черната дупка на Млечния път не просто се върти

И за всичко, което се върти, има максимална скорост, с която може да се върти. Черната дупка в нашата галактика се върти почти с тази максимална скорост.

За обекти като Земята максималната скорост на въртене се определя от нейната повърхностна гравитация. Тежестта, която чувстваме, докато стоим на Земята, не се дължи само на гравитационното привличане на Земята.

ОЩЕ: Може ли Земята да е в черна дупка?

Гравитацията ни дърпа към центъра на нашия свят, но въртенето на Земята също има тенденция да ни изхвърля извън Земята. Тази „центробежна“ сила е малка, но означава, че теглото ви на екватора е малко по-малко, отколкото на Северния или Южния полюс.

При нашия 24-часов ден разликата в теглото между екватора и полюса е само 0,3%. Но 10-часовият ден на Сатурн означава, че разликата е 19%. Толкова много, че Сатурн се огъва малко навън в своя екватор, пише Universe Today.

Сега си представете планета, която се върти толкова бързо, че разликата да е 100%. В този момент гравитационното привличане на планетата и нейната центробежна сила на екватора ще се компенсират.

Ако светът се въртеше по-бързо, щеше да се разлети. Вероятно ще се разлети при още по-бавна скорост на въртене, но това очевидно е максималната скорост на въртене.

При черните дупки нещата са малко по-различни. Черните дупки не са обекти с физическа повърхност. Те не са направени от материя, която може да се разпадне. Но и те имат максимална скорост на въртене.

ОЩЕ: Може ли черна дупка да погълне цялата Вселена?

Черните дупки се определят от тяхната огромна гравитация, която изкривява пространството и времето около тях. Хоризонтът на събитията на черната дупка маркира точката, от която няма връщане за близките обекти, но това не е физическа повърхност.

Въртенето на черна дупка също не се определя от въртенето на физическата маса, а по-скоро от усукването на пространство-времето около черната дупка. Когато обекти като Земята се въртят, те усукват пространството около себе си много леко. Това е ефект, известен като ефект на Лензе – Тиринг.

Въртенето на черна дупка се определя от този ефект. Черните дупки се въртят без физическото въртене на материята, а просто усукана пространствено-времева структура. Това означава, че има горна граница на това въртене поради присъщите свойства на пространството и времето.

В уравненията на общата теория на относителността на Айнщайн въртенето на черна дупка се измерва с количество, известно като a, където a трябва да бъде между нула и едно. Ако черната дупка няма въртене, тогава a = 0, а ако е с максимално въртене, тогава a = 1.

Това ни води до ново изследване на въртенето на свръхмасивната черна дупка в нашата галактика. Учените са разгледали радио- и рентгенови изображения на Стрелец А*, за да оценят нейното въртене.

ОЩЕ: Коя е най-голямата черна дупка във Вселената?

Поради ефекта на Лензе – Тиринг на пространство-времето близо до черната дупка, спектрите на светлината от материя близо до нея се изкривяват. Чрез наблюдение на интензитета на светлината при различни дължини на вълната екипът е успял да оцени въртенето.

Изследователите открили, че стойността на a за нашата черна дупка е между 0,84 и 0,96, което означава, че се върти невероятно бързо. В горния диапазон на изчисленото въртене тя ще се върти с почти максималната скорост. Това е дори по-високо от параметъра на въртене на черната дупка в M87, където a се оценява между 0,89 и 0,91.

Препринт на изследването може да се открие в arXiv.